Теплообменник для печки

Несмотря на огромный ассортимент генераторов тепла, работающих на разных видах топлива, в некоторых случаях целесообразнее пользоваться печкой. Например, если строение расположено вдали от крупного населенного пункта. Именно в сельских районах часто собственники испытывают проблемы или с газификацией своих домов, или с заправкой баллонов. Да и эл/снабжение стабильностью там не отличается. 

Если же речь идет о небольшом строении, которое используется не ежедневно, а периодически (дачный домик, баня или что-то подобное), то установка печки – вполне приемлемый вариант. Но как сделать, чтобы она не только обогревала дом (причем равномерно, по всей площади, а не ограниченное пространство вокруг себя), но еще и обеспечивала горячей водой? Данная задача решается просто – необходимо сделать теплообменник.

Принцип функционирования

Поняв его, можно самостоятельно подобрать необходимые составные части для подобной системы. Работа  основана на свойстве подогретой жидкости расширяться. Но конструктивное исполнение и конкретное инженерное решение определяются задачей, которую должно решить «приспособление».

Виды теплообменников:

• Внешний. Конструктивно выполняется как резервуар, через который проходит часть трубы, отводящей от печки продукты горения. Но этот вариант в исполнении несколько сложнее, однако легче в обслуживании. Такую емкость проще демонтировать и провести ТО (к примеру, очистить от накипи) или отремонтировать (в случае протечки).
• Встроеннный (внутренний). Размещается непосредственно в печи, над топкой. Смонтировать несложно, но потом добраться до него, тем более снять – довольно проблематично. Хотя многое зависит от конструкции самой печки. Если она кирпичная, то трудностей хватит. Для металлической же это будет сделать проще, особенно если при ее проектировании учесть такой параметр, как ремонтопригодность.

Обогрев

В этом случае монтируется контур замкнутого типа, так как теплоноситель не расходуется (частичное испарение не в счет). Такие печи с теплообменниками – это своего рода «народная» модификация котлов типа TLO, более известных как приборы с естественной циркуляцией теплоносителя («энергонезависимые»). Емкость размещается в печи, где жидкость и нагревается до необходимой температуры. В таких системах (отопительных) в качестве теплоносителя может использоваться не только вода, но и незамерзающие жидкости.

Составные части схемы:

• резервуар, в котором нагревается холодный (охлажденный) теплоноситель;
• система труб, по которым она перемещается к «потребителю» и обратно;
• отопительные приборы.

Отопление + горячее водоснабжение

Довольно часто печи с теплообменниками монтируются в банях. Нелишними они будут и на даче. Но так как предусматривается водоразбор, то схема выглядит несколько иначе, да и в качестве теплоносителя используется только вода. Из рисунка несложно понять устройство такой системы (вариант).

Единственное, что не показано, так это подача воды для наполнения контура. Но здесь каждый решает, как ему удобнее – или непосредственно в бак сбора горячей воды, или в трубопровод (но обязательно в «обратку»). Последний вариант предпочтительнее, так как при смешении жидкостей не будет резкого перепада температуры.

На практике же нужно сделать и так, и так. Для чего? Бак, как правило, наполняется перед началом использования, например, после приезда на дачу. А вот в процессе, если воды не хватает, ее запас пополняется через трубу обратки.

Естественно, с установкой на магистрали фильтра очистки, чтобы не засорять резервуар. Кстати, для этого же рекомендуется использовать трубы из металлопластика. Традиционное «железо» ставить нецелесообразно – через некоторое время ржавчина начнет забивать фильтр.

Из чего сделать теплообменник

Фантазия «народных умельцев» – беспредельна. Поэтому перечислить все подобные «инновации» просто нереально. Но несколько примеров (как варианты) комплектующих привести стоит:

• автомобильные радиаторы (даже б/у);
• батареи отопления;
• змеевики (трубы);
• металлические баки;
• регистры;
• коллекторы.

Полезные советы

Так как работа схемы основана на естественной циркуляции теплоносителя, общая протяженность 1 «нитки» не должна превышать 3 м. Это одно из условий ее эффективности.

Сечение трубопроводов – не менее 1 дюйма. В противном случае схема станет более инерционной (замедлится ток жидкости) и увеличатся теплопотери в магистрали. А это – снижение КПД.

Один из главных вопросов – расчет габаритов теплообменника. Здесь многое зависит от места установки печи, ее размеров, мощности, вида топлива и ряда других факторов. Ориентироваться необходимо на пропорцию 1 м² поверхности теплообменника – 10 кВт. Но это минимум,поэтому всегда делается увеличение с учетом теплопотерь, эффективности горелки (режима работы) и тому подобное. Чтобы обеспечить необходимый «запас», желательно при расчетах применять пропорцию 1 м² /(3 – 4) кВт.

Если теплообменник делается из труб (змеевик), то лучший материал для них – медь. Она характеризуется некоторой пластичностью (не лопается при изгибах) и хорошей теплопроводностью.

Конфигурация магистралей (от этого зависит, насколько эффективно будет функционировать схема).

• От печи к накопителю горячей воды – вверх под углом не менее 250.
• На «обратке»  – уклон в сторону печи не менее 30.
• Превышение накопителя над печью в пределах 1,5 – 2,5 м.

Но это в случае, если в контуре не устанавливается насос, а циркуляция происходит естественно.

В статье рассмотрены только наиболее простые в исполнении схемы, хотя инженерных решений значительно больше. Например, теплообменник рекуперативный (модели перекрестные, параллельные, прямоточные).

dearhouse.ru

Виды теплообменников

Самым известным видом теплообменника является змеевик. Но эта форма не является догмой и подходит далеко не для всех печей. Поэтому в каждом отдельном случае конструкция и форма теплообменного узла может решаться по-разному.

Для принятия правильного решения необходимо учесть три основных фактора:

• Теплообменник не должен мешать загрузке топлива в печь и не должен препятствовать его горению.
• Среди геометрических размеров агрегата важными являются два: габариты теплообменника должны соответствовать размерам печи; нельзя превышать максимальный перепад между входом в теплообменник холодной воды и выходом горячей воды, иначе он будет работать неэффективно.
• Максимальная площадь поверхности теплообменника.

По месту расположения все теплообменные устройства можно разделить на два типа:

1. Внешний теплообменник – располагается возле дымохода и чаще всего представляет собой герметичную емкость, «опоясывающую» дымоход. Нагрев жидкости происходит за счет тепла удаляемых продуктов сгорания.
2. Внутренний теплообменник – емкость, расположенная прямо в топочной камере печи или находящаяся в непосредственной близости от нее.

Конструкции теплообменников

Поскольку теплообменное устройство почти каждый раз выполняется индивидуально, то нет каких либо конкретных типоразмеров или строго регламентируемых форм. Фактически, это индивидуально изготовляемое устройство, поэтому размеры варьируются достаточно широко.

Что касается форм, то наиболее часто используемыми являются следующие конструкции:

• Теплообменник из листовой стали. Для его изготовления потребуются следующие материалы: сталь листовая, стальной профиль прямоугольного сечения 60*40 мм (50*40 мм) и труба диаметром 40 – 50 мм для организации подвода и отвода воды в контур.

Из профиля с помощью сварки изготавливают две части: квадратную – для задней части теплообменника и П-образную – для передней. В задней торцевой части прорезают два отверстия для приваривания труб отвода и подвода воды. Стальными листами соединяют заднюю и переднюю части как сверху, так и по бокам. Они образуют стенки теплообменника.

• Теплообменник из труб. Передняя и задняя его части изготовлены так же, как и в предыдущем случае.

Роль же боковых  и верхней части агрегата выполняю водяные трубы. Их вваривают в отверстия, сделанные в стенках прямоугольного профиля. Трубы ввода и отвода воды также располагаются в задней П-образной стенке теплообменника.

• Еще один объемный теплообменник из круглых труб представляет собой конструкцию, размещенную непосредственно в топочной камере, буквально «прилипшую» к ее стенкам.

Она представляет собой два замкнутых контура из труб – верхний и нижний, которые располагаются, соответственно, около «дна» топки и возле ее «потолка». Между собой они соединены вертикальными участками труб, расположенных возле стенок топочной камеры.

•         Плоский регистр из труб представляет собой простую и эффективную конструкцию, которую несложно расположить в любой печи.
•         Теплообменник из секций чугунного радиатора. Может состоять как из одного, так и из двух рядов секций.

К системе отопления такую конструкцию присоединяют, используя резьбовые соединения. Так как подобное устройство является довольно габаритным, его размещают не в топливной камере, а в печном колпаке или в дымоходе. Роль играет также и материал теплообменника – чугун, который не любит резких перепадов температуры, возникающих при одновременном контакте стенки регистра с холодной водой и огнем, поэтому размещать его лучше подальше от места непосредственного сгорания топлива.

Что нужно предусмотреть и учесть

При размещении теплообменника в печи нужно учитывать следующее:

• Теплообменник лучше устанавливать вовремя кладки новой печи. Если это делают при переделке старой печи, то объем топливника уменьшается, что ведет к быстрому и неполному прогоранию топлива, что снижает КПД печи. В случае с новой печью размер топливника легко подгоняется под размер теплообменника и проблем не возникает.


• Теплообменное устройство нужно монтировать после устройства фундамента печи и только после этого производить обкладку печи кирпичом.
• Необходимо оставлять зазор между стенками топливника и теплообменником. Если последний сдан из труб, то размер зазора должен составлять не менее 10-15 мм, если материалом теплообменника является листовая сталь, то достаточно и 5 мм. Зазор необходим для компенсации температурных расширений металла.
• Для изготовления теплообменника лучше использовать качественный металл толщиной не менее 2,5 — 5 мм. Использование более тонкого материала чревато прогоранием теплообменника и необходимостью разбирать печь для его ремонта.
• В качестве теплоносителя можно использовать не только воду, но и антифриз.
• После изготовления теплообменника необходимо испытать его на прочность под давлением. Это позволит убедиться в надежности сварных швов.
• Для изготовления теплообменника лучше использовать жаропрочную нержавейку, хотя она и дороже обычной стали в несколько раз. В конечном итоге эти затраты будут оправданы безопасностью и долговечностью работы печи и системы отопления.

diskmag.ru

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.

Недостатки:

• 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.

Преимущества

Достоинства:

• 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.

Порядок монтажа:

• 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.

Особенности использования на трубе дымохода

Теплообменник фиксируют и на трубу дымохода, чтобы часть тепла не покидала систему вместе с дымом, а использовалась для нагрева теплоносителя.

Такие устройства применяют в небольших печах в банях или на дачах.

Теплообменник на дымоходе не способен обогреть большое помещение, но его мощности хватит на пару батарей. Прибор устанавливают не только для отопления, но и для нагрева воды.

Изготавливают конструкцию из трубы больших габаритов, диаметр, которой составляет 500—700 мм. Используют также бак, выполненный из нержавеющей стали. В центре устройства фиксируется вертикальная труба, диаметр которой соответствует размеру дымохода, а внизу и вверху крепятся два патрубка с помощью сварки.

Банная печка с теплообменником

Теплообменник для отопления устанавливают не только в жилых помещениях, но и в банях. Такое устройство имеет свои особенности:

• прибор служит одновременно для отопления и для нагрева теплоносителя;
• устройство можно размещать непосредственно в самой парилке, в предбаннике или в моечной;
• прибор легко монтируется даже непрофессиональным мастером;
• теплообменник быстро нагревает воду;
• устройство используют в разных банях;
• прибор имеет большой срок годности.

Общие рекомендации по монтажу

Соблюдение правил изготовления и монтажа гарантирует надежную и длительную эксплуатацию системы отопления и поможет избежать появления многих проблем:

• несущие контуры устройства не фиксируются к стенам неподвижными соединениями;
• в конструкции рекомендуется использовать медные трубы, поскольку этот материал обладает пластичностью и хорошей теплопроводностью;
• сечение трубопровода — не менее дюйма.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как самостоятельно изготовить теплообменник.

Недостатки самодельных устройств

Самодельные теплообменники для печи имеют недостатки:

• устройство уменьшает время сохранения тепла печи;
• отсутствие автоматического контроля нагревания воды;
• если в зимний период в доме никто не живет, то вода в трубах застынет, и вся система отопления выйдет из строя.

Если теплообменник правильно сделать и вмонтировать в систему отопления, то в доме всегда будет тепло, а устройство прослужит не одно десятилетие.

ogon.guru

Как выбирать теплообменник

Если вам необходима дровяная печь для бани с теплообменником, необходимо заранее определиться с системой, которая вам лучше всего подойдет:

1. Змеевик – наиболее простой вариант, который изготовлен из трубы в виде спирали. Его устанавливают в печь, откуда выводят наружу два патрубка – «вход» и «выход».

2. Две емкости – прямоугольная (нижняя) устанавливается в топку, а цилиндрическая (верхняя) – снаружи. Топливо прогревает первую и тепло переходит во вторую. Горячая вода под давлением идет в нужные помещения, и у вас получается полноценный котел. Такая система позволяет значительно экономить деньги.

Принцип работы системы

Банные печи с теплообменником обязательно должны быть заполнены жидкостью, в нашем случае водой, но, если вы хотите, чтобы использовалась печь для бани с теплообменником для отопления помещений время от времени – антифризом.

Схема работы достаточно примитивна – прогрев осуществляется:

• благодаря естественной циркуляции;
• с помощью электронасоса.

Ниже будут описаны нюансы, с которыми можно столкнуться и которые влияют на КПД устройства:

• Специалисты советую устанавливать печь в баню с теплообменником с открытой системой нагрева воды, т.е. без давления;
• Наиболее эффективным вариантом нагрева считается система, где протяженность труб не превысит трех метров. Этого достаточно, чтобы поместить бак сразу за стеной парилки бани;
• Внутренний диаметр трубы для теплообменника должен быть не меньше 1″, тогда жидкость сможет без труда справиться с сопротивлением и можно не ставить циркуляционный насос.

Как правильно установить печь

Короткая инструкция поможет это сделать самостоятельно, без привлечения сторонних лиц.

1. Подготовьте фундамент глубиной 400 мм, высота корректируется в зависимости от топки.
2. Огородите каменку бани кирпичной кладкой с использованием глиняного раствора.

3. Установите в топочное отделение теплообменник. При этом выход топки следует заранее вывести в отдельную комнату.
4. Заизолируйте трубы, исходящие от теплообменника.
5. Выведите дымоход бани через заранее сделанное отверстие в крыше и защитите деревянные элементы металлическим листом и асбестом.
6. Проведите тщательную герметизацию всех стыков.

Как самостоятельно сделать теплообменник

Для того чтобы сделать данный элемент своими руками, вам понадобятся металлические пластины толщиной 2,5-3 мм, сварочный аппарат и умение им пользоваться. Соединяют две емкости – нижнюю и верхнюю трубами.

Следите, чтобы все швы должны быть герметичными. Если банная печь с теплообменником будет использоваться в виде котла, и от нее будет происходить разноска тепла на батареи, ее размер и диаметр труб рассчитайте, исходя из размеров помещений бани.

Совет: проверяйте наличие воды в баке, перед тем, как начнете топить печь.

Расчет площади

При расчетах следует знать, что 1 м² теплообменника может давать при нормальной топке до 9 кВт мощности. Если учитывать, что для бани 5 м на 5 м приблизительно требуется 5 кВт, можно составить приблизительный размер будущего устройства.

Не забывайте, что многое зависит от того, где размещена печка для бани с теплообменником и от интенсивности горения топлива. Поэтому необходимо сразу брать многократный запас при расчете.

Проверка

Подготовьте детали, раскроенные из металлического листа, прихватите их сваркой, проверьте расчеты и окончательно их закрепите между собой.

После этого проверьте систему таким образом:

1. Заварите нижнюю трубу.
2. Наполните систему жидкостью до самого верха.
3. Соедините выходное отверстие с емкостью.
4. Начните заполнять систему сжатым воздухом, наблюдая за давлением по манометру.
5. Заварите возможные места течи повторно, слив предварительно жидкость.

Совет: следите, чтобы суммарное количество труб и стыков было минимальным.

Преимущества

Хотя цена модернизации обычных печей или создание устройств по собственным размерам будет выше обычных устройств для бани, это того стоит.

Давайте поймем, какие преимущества дают печи для бани печи с теплообменником:

1. Вы получаете 3 в 1: создание пара, прогрев помещений и получение горячей воды.
2. Теплообменник позволяет вынести бак с горячей водой в нужное для вас место.
3. Современные материалы способствуют долгому сроку эксплуатации таких изделий.
4. Часто такие печи имеют топку с жаростойким стеклом, которое облегчает контроль горения и позволяет наслаждаться пламенем.
5. Устройство особенно востребованы в банях, где парная и моечная расположены в разных помещениях.
6. Внешний вид печи с теплообменником довольно привлекателен, а их эксплуатация не вызывает хлопот.
7. Устройства компактны, что позволяет экономить пространство.
8. Печи подходят как для влажного, так и для сухого пара.
9. Жесткость конструкции дает возможность устройствам не деформироваться при нагреве.

Правила безопасности

1. Запрещается прикреплять трубы от теплообменника к стене неподвижными соединениями. При нагреве они могут изменить свои размеры и повредить последние.
2. Мощность теплообменника должна составлять не более 10 % мощности печи.
3. Объем выносного бака для воды должен прогреваться не ранее, чем через два часа после начала топки.
   
4. Запрещается наливать воду в печь, разогретую до высокой температуры.

9ban.ru

Специфика применения

Стандартное печное отопление подразумевает неравномерное распределение тепловой энергии – чем дальше от источника, тем холоднее. После подключения радиаторов и заливки воды, печи выступают аналогами твердотопливных котлов, обеспечивая нагрев теплоносителя, дымовых каналов и стенок. Подобная система во время топки позволит передать тепло от змеевика к радиаторам, а после угасания топлива будет использовать энергию нагретых стенок печи.

При монтаже теплообменника стоит учитывать то, что его установка уменьшит полезный объем топливного отсека и горючее придется добавлять намного чаще. Ликвидировать данную проблему поможет правильная проектировка водяного контура и его соотношение с размерами отопительной камеры. Хорошей альтернативой станет устройство печи длительного горения.

В подобном апгрейде системы отопления есть свои нюансы. Та энергия, что выделяется при сгорании дров, станет нагревать теплообменный узел и размещенную в нем рабочую жидкость, но стенки печи при этом не изменят своей температуры.

Нагреву подвергнется верхняя часть корпуса с дымовыми каналами. Если здание применяется для временного проживания, включение печи будет проводиться нерегулярно, и может привести к замерзанию жидкости внутри труб. С целью предотвращения аварийных ситуаций рекомендуется заменять воду антифризом.

Преимущества

Установка водяного контура в систему печного отопления позволяет повысить эффективность расходования топлива.

Энергия сгоревшего теплоносителя тратится на нагрев корпуса, дымовых каналов и стенок, а также обеспечивает высокую температуру циркулирующей по трубам воды.

Для владельцев недвижимости данный метод обеспечивает дополнительные преимущества:

• простота изготовления (кирпичные печи часто монтируются в жилых домах, и для качественного распределения энергии достаточно изготовить самодельный теплообменник, подключив его к отопительной системе здания);
• комбинированный обогрев за счет теплого воздуха из печи и горячей воды из батарей;
• разнообразие видов горючего (большинство котлов для отопления использует только один вид энергоносителя, который может быть дорогим и малоэффективным, а теплообменник кирпичной печи работает за счет любого твердого топлива);
• приятный внешний вид (проектирование загородного дома нередко происходит в национальном стиле, но монтаж теплообменных узлов не нарушает традиционного вида русской печи).

Конструкционные особенности

Если собственник здания имеет опыт кладки кирпича или печных работ, монтаж может быть произведен своими руками. Перед подключением водяной отопительной системы также понадобится изготовить теплообменный узел.

Несмотря на то, что строительный рынок предлагает большой выбор готовых конструкций, самостоятельное изготовление более выгодно. Собственноручная установка позволяет учесть все параметры данной конкретной печи, ее размещение и габариты топливного отсека.

Теплообменник из труб

Устройство системы печного отопления с водяным контуром подразумевает монтаж теплообменника в топливном отсеке печи и подключение к нему труб для подачи рабочей жидкости. Для отопительно-варочных печей и кухонных плит хорошо подойдут змеевики, сваренные из труб и размещенные в металлических емкостях. Их изготовление требует профессионализма, а очистка от продуктов горения достаточно трудоемка, но извилистая поверхность обеспечит быстрый нагрев.

Применяемые в конструкции 50-милиметровые трубы П-образной формы можно заменить отрезками профильных труб 40х60 мм. Это упростит работы по сварке и серьезно облегчит монтаж. Если печь не применяется для приготовления пищи, к верхней части теплообменного узла привариваются дополнительные трубки малого диаметра. Конструкция, улучшенная своими руками, будет отдавать намного больше тепла.

Теплообменник из листовой стали

Устройства такого типа применяются в печах, предназначенных исключительно для обогрева помещения. Для их изготовления понадобится листовой металл толщиной в полсантиметра, отрезки прямоугольных труб 40х60 мм, а также круглые трубки того же диаметра для подвода воды к рабочей поверхности. Габариты теплообменников зависят от размеров печных отсеков для топлива.

Подобная система отопления может быть применена для отопительно-варочной печи или простой кухонной плиты. Для этого конструкцию необходимо смонтировать так, чтобы нагретые газы из топливной камеры двигались в направлении верхней полки регистра, обтекали ее и входили в дымовые каналы.

Альтернативным вариантом станет изготовление теплообменника без верхней полки, боковые стороны которого будут соединяться с круглыми или прямоугольными трубами.

Монтаж обогревательного устройства

Теплообменники для кирпичных печей могут быть сделаны своими руками из металла толщиной 2,5 мм. Основой конструкции станут две емкости – цилиндрическая верхняя и прямоугольная нижняя, связанные между собой с помощью труб. Сопряжение швов должно происходить с минимальным зазором, а диаметр труб – вычисляться, исходя из габаритов печи и площади обогреваемого помещения. После проверки точности расчетов и повторного измерения заготовок детали соединяются методом сварки.

Прочность готовой конструкции определяется после заваривания нижней трубы, заливки воды и соединения выходных отверстий с радиаторными емкостями. Когда монтаж завершен, необходимо заполнить систему сжатым воздухом, контролируя давление с помощью манометра. Качественно заваренные швы протекать не будут. В случае обнаружения протечек или других дефектов, проводится слив воды и герметизация проблемных мест. Важным параметром при монтаже станет общая длина труб – чем она меньше, тем лучше пройдет обогрев помещения.

Нюансы установки и эксплуатации

При монтаже тепловых узлов и их введении в эксплуатацию нужно следовать технологии установки и не допускать аварийных ситуаций. Высокая температура в отопительной камере предъявляет повышенные требования к качеству металла, рациональности теплообменного узла и качеству сварки. Знание нескольких простых правил поможет обеспечить длительное и надежное функционирование системы печного обогрева.

Несущие контуры теплообменников не должны крепиться к стенам с помощью неподвижных соединений. Температура, до которой нагреваются трубы, вызывает расширение металла, которое может привести к изменению их размеров.

Хорошим материалом для труб печного отопления станет медь. Применение данного металла обеспечит высокую теплопроводность конструкции и простоту изготовления змеевика за счет пластичности.

Сечение трубопроводов должно составлять не менее дюйма. При меньших величинах схема станет инерционной, а ток жидкости в ней серьезно замедлится. Рост теплопотерь в отопительных магистралях приведет к снижению коэффициента полезного действия – в помещении станет холоднее при таких же тратах топлива.

ultra-term.ru

Материалы для теплообменников

Чаще всего теплообменник изготавливается, как трубная конструкция. Это и понятно, ведь труба уже в своем готовом виде имеет полость, по которой может двигаться вода или другая жидкость. А соответственно трубы, изготовленные из разных материалов, могут быть использованы в процессе изготовления теплообменника.

1. Пластиковые трубы, сюда же входит и металлопластик. Если их сравнивать со стальными трубами, то можно отметить, что их теплопроводность раз в двести ниже, по сравнению со сталью.
2. А вот медная труба имеет более высокую теплопроводность, чем стальная. И разница эта составляет в 7,5 раз.

Теперь представьте, сколько метров каждой трубы необходимо, чтобы они одинаково обеспечивали теплом проходящий по трубам теплоноситель. Навскидку получается так:

• Металлопластиковой трубы нужно будет 4000 м.
• Стальной – 25 м.
• И медной всего лишь 3,5 м.

Вот теперь становится понятным, какой материал лучше, а который вообще не стоит использовать. Сразу же оговоримся, что эти сравниваемые показатели берутся для труб одного диаметра. Единственный момент, который смущает в этом соотношении, это стоимость труб. К примеру, 3,5 м медной трубы практически стоит столько же, сколько 25 м стальной. К тому же сталь прочнее и лучше выдерживает тепловые нагрузки. Зато медь пластичнее, что позволяет избегать сложных монтажных и сборочных процессов и придавать теплообменнику различную форму, к тому же без большого труда. То есть, эти небольшие отклонения все же приходится учитывать, выбирая материал для изготовления теплообменника своими руками.

Медные теплообменники

Печь с медным теплообменником, конечно, работает в несколько раз эффективнее. Показатель пластичности материала дает возможность минимизировать его размеры, к примеру, скручивая в спирали. Кстати, сам размер теплообменника никоим образом не влияет на работоспособность прибора, ведь в данной конструкции наиважнейшим показателем является площадь отбора тепла. А, значит, чем больше витков спирали будет в приборе, тем больше площадь соприкосновения.

В настоящее время самодельный медный теплообменник может работать по-разному. Есть два пути нагреть теплоноситель:

• Пропустить его по внутренним полостям, передавая тепловую энергию от внешнего источника. Так в основном работают все традиционные отопительные котлы и печи.
• Пропустить теплоноситель по межтрубному пространству, а по внутренним полостям теплообменника пропустить энергоноситель, к примеру, насыщенный пар.

То есть, технология нагрева теплоносителя будет зависеть от того, какой источник тепла вами будет использован. Кстати, такие системы могут работать не только на нагрев, но и на охлаждение.

Стальной вариант

Стальные теплообменники для печи изготовить своими руками непросто. Для этого домашний мастер должен владеть навыками работы со сварочным аппаратом и другими слесарными инструментами (особенно болгаркой). Такое устройство требует основательного подхода. К примеру:

• Для изготовления своими руками теплообменника требуется труба из жаропрочной стали с толщиною стенки не меньше 5 мм.
• Проварить такую толщину и не оставить раковин или других дефектов может квалифицированный сварщик.
• Необходимо подобрать конструкцию узла, чтобы она точно подходила к конструкции камеры сгорания котла. И не только по размерным показателям, но и по форме, и по точному и равномерному расположению деталей и частей. Здесь необходимы уже инженерные знания.
• Необходимо разбираться в вопросах теплотехники. Небольшая ошибка может привести к тому, что теплообменник вроде бы находится в зоне отбора тепловой энергии, а ее оказывается недостаточно для обеспечения отопительной системы дома.

Особенности конструкции

Чтобы вы смогли представить, как работает теплообменник, хотим предложить вам одну очень простую конструкцию, которая с недавних пор завоевала огромную популярность у дачников. По сути, это обычная солнечная батарея, потому что источником тепла будут являться солнечные лучи, которых в летнее время в избытке.

Для этого вам потребуется деревянная площадка, которую лучше всего покрасить в черный цвет. Теперь на ней соберите змеевик из резиновых шлангов, стальных или медных труб, пластиковых труб. Это на ваше усмотрение, не забывайте о показателях теплопроводности. Соедините трубы в змеевик. Чем чаще витки, тем лучше. Один конец змеевика подсоединяется к водопроводу, второй к месту отбора горячей воды. К примеру, к смесителю летнего душа.

Ставите площадку под наклоном так, чтобы солнце всегда было направлено на нее. Вот вам готовый, дешевый теплообменник, изготовленный своими руками, который использует бесплатную солнечную энергию.

На этом примере видно, что собой представляет теплообменник для печи, как он работает. Самое главное, что сделать его своими руками несложно. Важно знать его конструкцию, размеры и выбрать материал для изготовления.

Сложные конструкции

Выше уже говорилось о том, что существует достаточно большое количество теплообменников, отличающихся друг от друга чисто конструктивными особенностями. Рассмотрим еще два вида, которые сильно отличаются от змеевика.

Есть теплообменник, который называется водяная рубашка. В этом случае процесс теплового обмена происходит от одной емкости к другой. И неважно эти емкости частично закрытые или открытые полностью. Устройство такой печи с теплообменником состоит в том, что одна емкость вставлена в другую. Кстати, данный вид встречается чаще всего в твердотопливных котлах небольшой производительности.

Неплохое устройство, где-то даже экономичное. Но есть у него один недостаток – такое теплообменное устройство не может работать при большом давлении теплоносителя. То есть, такие котлы могут быть использованы только в системах с естественной циркуляцией теплоносителя. Своими руками изготовить теплообменник данного типа сложно, конечно, если вы – сварщик высокого разряда, то проблем не должно быть.

И самая сложная конструкция, но и самая эффективная – это теплообменник под названием трубная доска. По сути, это три разных объема:

• Два представляют собой емкости.
• Третий – это трубная система, соединяющая эти резервуары.

Почему сложная? Представьте себе две вертикально стоящие емкости с прямоугольным или цилиндрическим сечением, а их соединяет огромное количество труб.

• Во-первых, обе емкости должны быть герметично сварены. Для их изготовления обычно используются металлические листы толщиною не меньше 5 мм.
• Во-вторых, соединяются они стальными трубами, под каждую из которых в емкостях вырезается отверстие соответствующего диаметра.
• В-третьих, все трубы с двух сторон привариваются к резервуарам. Наверное, не надо даже напоминать, что сварочные швы должны быть на самом высоком уровне.

Так вот вся эта конструкция работает на отбор тепловой энергии от внешнего источника. Но основная часть отбирается все же в трубной части узла. Кстати, эта конструкция может быть собрана как из стальных труб, так и из медных. Второй вариант сложнее, потому что придется проводить развальцовку каждого края трубы, а процесс этот непростой и под силу не каждому домашнему мастеру. Тем более, что разговор идет о герметичной конструкции.

Что еще можно предложить

Теплообменник можно сделать своими руками из разных узлов и приборов. К примеру:

• Из любых радиаторов отопления. Здесь важно, чтобы они не подтекали.
• Подойдут и полотенцесушители.
• Радиаторы от автомобилей или их печек. Здесь важнее их количество за счет небольших размеров.
• Можно использовать проточные водонагреватели. Кстати, отличный вариант, в котором ничего не надо будет переделывать.

gidotopleniya.ru

Другие статьи по теме:

Виды банных печей Самодельные печи для бани Автономная система отопления частного дома Русская печь Печь мангал своими руками Глина для печки