Теплообменник своими руками от печи или котла

Оборудуем теплообменник для печи своими руками

Печь в доме – прекрасная альтернатива использованию газа и электричества для отопления комнат, приготовления еды, нагревания воды или пара для бани.

Помимо существенной экономии на энергоносителях, хорошая печь выделяет гораздо больше тепловой энергии, чем, например, газовые или электрические котлы.

Для рационального использования такой энергии наиболее эффективно применение теплообменника для печи, который вполне можно создать своими руками.

Домашние радиаторы или змеевики для сушки полотенец — это простейшие виды бытовых теплообменников. Собственно, любые обычные трубы, по которым проходит какое-либо вещество с температурой, которая отличается от температуры окружающей эти трубы среды, являются теплообменниками. В зависимости от назначения они могут быть как нагревательными, так и охлаждающими.

С помощью такого оборудования можно своими руками создать отопительную систему помещений дома, нагревать воду как для мытья посуды, так и для мытья в душе или бане, оборудовать комнату для просушивания одежды и обуви.

Типы конструкций теплообменников

Безусловно, существует достаточно много типов и видов оборудования для теплообмена. Особенно тех, которые используются в промышленном производстве. Самыми же распространенными бытовыми теплообменниками, которые можно создать своими руками, являются конструкции трех типов:

1. Тип змеевика – это простейшее устройство теплообменника, представляющего собой свернутую кольцами трубу, помещенную в бочку или другую подобную емкость большего диаметра, и выведенными наружу концами.
2. Тип трубной доски. Это более эффективная система, состоящая из двух герметично закрытых емкостей, которые соединены трубами, развальцованными в торцах данных емкостей. Благодаря движению жидкости по трубам, в пространстве посредине между емкостями происходит процесс теплообмена.
3. Тип водяной рубашки. В такой конструкции процесс теплообмена проходит между герметичными емкостями, одна из которых помещается внутрь другой. Такая система создается с помощью сварки и, соответственно, требует использования сварочного аппарата и необходимых навыков работы.

Виды теплообменников печи по расположению

По расположению устройства теплообмена печей могут быть внешними (открытыми) и внутренними.

• Внешний вид – представляет собой отдельный трубный модуль дымохода, опоясанный герметичной емкостью.
• Внутренний – змеевик, размещенный на дне или в боковом отделении камеры печи.

Повышение эффективности теплообменника

Применяя законы физики на практике, можно добиться наилучших показателей эффективности работы теплообменника. Для этого при конструировании теплообменника своими руками следует учесть следующее:

• эффективность теплообменника возрастает при использовании в его изготовлении материалов повышенной теплопроводности;
• количество передаваемой энергии прямо пропорционально разнице температуры между различными средами;
• передаваемая энергия прямо пропорциональна площади взаимодействия теплообменника и разных сред.

Выбор материала теплообменника

Как уже ранее упоминалось, эффективность обмена энергией прямо зависит от коэффициентов теплопроводности материалов, из которых изготовлены элементы теплообменника. Коэффициент теплопроводности металлопластикового материала составляет 0,3 единицы, стали – 50, меди – 380.

Исходя из этих данных, легко подсчитать, например, длину трубы змеевика, необходимой для передачи количества тепла, в эквиваленте вырабатываемого электронагревателем мощностью 1,5 кВт.

Длина металлопластиковой трубы составит при этом 4300(!) метров, стальная труба буде длиной в 25 метров, ну а медная – всего 3,5 метра.

Естественно, медный теплообменник будет наиболее эффективен при использовании и экономичен при изготовлении. К тому же медной трубе легче придать необходимую змеевидную форму и с такой длиной она поместится, к примеру, в стандартную столитровую бочку.

Кстати, в качестве теплообменников для печи можно с успехом использовать старые автомобильные радиаторы, водонагревательные колонки, батареи или сушилки для полотенец, лишь бы они не протекали.

Пример монтажа теплообменника для печи своими руками

Печь оборудуется специальной емкостью для нагрева воды. С помощью труб она соединяется с радиаторами отопления в соседних комнатах или, например, с подвесным баком в бане. Все соединительные швы необходимо прихватить сваркой.

Циркуляция воды в такой системе происходит с помощью электронасоса или естественным образом, за счет разницы высоты расположения емкостей.

Труба для подачи воды в бак от печи должна располагаться под углом в 20 градусов, а отвод для слива воды из бака к печи под углом примерно 2 градуса.

https://www.youtube.com/watch?v=d0WSmS_Tc5c

Расчеты необходимого диаметра и длины труб надо производить с учетом площади помещений и размера самой печи. Наиболее эффективно использование в такой системе труб из меди дюймовой толщины.

При меньшей толщине металла в трубе повышается сопротивление движению жидкости и без насоса обойтись будет уже невозможно. Наибольшая эффективность теплообменника достигается при длине труб не более 3-х метров.

Несколько советов по безопасности

• наливайте воду в емкость до разогрева печи;
• в месте соединения труб используйте уплотнители с повышенной термостойкостью;
• при изготовлении устройств теплообмена используйте антикоррозийные материалы;
• зимой в систему отопления допустимо добавление антифриза;
• трубы теплообменника крепите к стенам только подвижными соединениями, так как при нагреве трубы расширяются и, соответственно, могут измениться места их крепления;
• размеры оборудования для теплообмена должны быть пропорциональны мощности печи и не забирать более 10% вырабатываемого ею тепла;
• не забывайте периодически сливать воду из системы.

Источник: http://bane.guru/pechi/oboruduem-teploobmennik-dlya-pechi-svoimi-rukami.html

Отопительная варочная печь с котлом водяного отопления

Многие владельцы загородных домов устанавливают отопительную варочную печь с котлом водяного отопления.

Такое оборудование считается практичным, экономичным, обладает высоким коэффициентом полезного действия и хорошей теплоотдачей.

Все эти качества позволяют качественно обогреть помещение в течение короткого времени. К тому же на таком печном устройстве можно приготовить еду, разогреть воду или высушить одежду.

Конструктивные особенности

Сделать котёл-печь для отопления дома несложно, если разобраться в его устройстве и принципе работы. Агрегат оснащен теплоносителем, который обеспечивает быстрый и равномерный нагрев воздуха в помещении. Кроме этого, в конструкцию входит металлический нагревательный контур. Собственно, это небольшой резервуар со штуцерами, к которым подведены трубы.

Современная печка-котел с контуром изготавливается из металлических листов или огнеупорных кирпичей, внутри располагается водяная емкость. Каменка может размещаться любым удобным способом.

Конструкция отопительного агрегата может быть двух видов:

1. Котел установлен в дымоходе. В таком случае печное устройство будет иметь высокие эксплуатационные характеристики. Кроме этого, такая конструкция отличается удобством и простой использования, а также продолжительным сроком службы. Но стоит отметить и минус такой установки — к сожалению, она не предназначена для обогрева слишком больших помещений.
2. Котел, размещенный в топке. Эти устройства используются для отопления больших площадей. Они доступны, надежны и долговечны. Существует и ряд недостатков — близко контактируют с открытым пламенем, что часто становится причиной перегрева. Это приводит к разрушению металлических деталей печки. Еще один минус заключается в том, что из-за высокого температурного режима быстро образуется сажа, которую приходиться регулярно удалять. Если этого не делать, то заметно снижается коэффициент полезного действия.

Разновидности теплообменников

Чтобы сделать котел-печь для отопления своими руками, необходимо определиться с теплообменником. Для монтажа подойдут два типа. Особенности каждого стоит рассмотреть подробнее.

Плоское устройство

Отопительные установки с плоским теплообменником считаются самыми практичными для обустройства загородного дома или дачи. Достаточно изготовить чертежи, и котел в печь своими руками будет построить несложно. К тому же они отличаются простотой обслуживания.

Что касается установки, то они могут располагаться и в вертикальном положении, и в горизонтальном. Кроме этого, такие котлы обладают высоким показателем полезного действия. Плоская конфигурация позволяет обустроить достаточно объемную камеру, а значит, жидкость будет нагреваться гораздо быстрее.

Говоря о недостатках, одним из главных минусов такой конструкции является то, что у них очень маленькая теплоотдача боковых стенок.

Но такая проблема встречается только тогда, когда печное устройство устанавливается непосредственно в жилом доме, где процедура топки осуществляется на постоянной основе.

Существуют способы, с помощью которых можно ускорить процесс обогрева. В первом случае можно немного удлинить каменку и расположить ее над топочной камерой. Во втором необходимо изготовить дымоход из металлической трубы, причем подобная конструкция должна быть длиннее, чем стандартный вариант.

Трубчатое изделие

Трубчатые котлы могут отличаться по типу, размеру, а также способу установки. При проведении ремонтных работ такую систему абсолютно легко демонтировать, а затем снова установить в печку. Если планируется встраивать трубчатый регистр в кирпичное оборудование, то применяются бесшовные трубы, которые надежны, безопасны и долговечны.

При изготовлении теплообменника своими руками необходимо учитывать, что его размеры должны полностью копировать фору топочной камеры. Такая конструкция позволяет нагревать максимальное количество жидкости в устройстве. Кроме этого, регистр, собранный точно по схеме, обеспечит гораздо большую площадь теплового обмена.

Важное условие при сборке теплообменников — правильная подборка труб. Лучше всего для этого подойдут бесшовные изделия. Их достаточно просто отличить от остальных: у них отсутствует продольная сварочная линия. Элементы, имеющие швы, при высокой температуре трескаются, поэтому их часто приходится заменять. А чтобы это сделать, требуется полностью разбирать печное устройство.

Существует еще один существенный плюс таких конструкций — у них имеются межтрубные зазоры, которые позволяют достаточно быстро и легко производить чистку. Также стоит отметить, что открытое пламя, проходя через эти зазоры, накаляет стенки агрегата, поэтому помещение обогревается быстро и качественно. А вот регистры плоского типа, наоборот, изолируют стенки от открытого огня.

Эксплуатационные характеристики

Котел водяного отопления предназначен для обеспечения сразу нескольких функций: отопления жилища и нагрева воды для хозяйственных нужд. Многие владельцы домов оснащают устройство варочной панелью или духовым шкафом, поэтому оно может использоваться для приготовления или подогрева пищи.

Достоинств такого печного оборудования:

1. Печка, изготовленная по традиционной схеме, способна за один час работы выделять до 7 тыс. Ккал тепловой энергии, что вполне достаточно для отопления загородного дома небольшого размера. Помимо этого, у конструкции высокий коэффициент полезного действия, но при этом расходуется мало топлива, что позволяет существенно экономить.
2. Комбинированный вариант отопительной системы, которая состоит из печи и котла, позволяет получить максимальный эффект при минимальных затратах.
3. В качестве топлива можно использовать практически любую древесину: дрова, опилки, уголь, паллеты. Такой материал отличается доступностью, низкой ценой. К тому же его удобно транспортировать и хранить.
4. Печное оборудование, которое дополнительно оснащено водяным контуром, не нуждается в беспрерывной топке. Будет достаточно закладывать дрова один раз в 24 часа, чего вполне хватит для качественного обогрева помещения и обеспечения горячего водоснабжения.
5. Коэффициент полезного действия печки комбинированного типа гораздо выше, чем у традиционных агрегатов, он может достигать показателя в 85%.
6. Автономную отопительную систему со встроенным водяным контуром вполне реально смонтировать своими руками, даже не имея опыта. Для этого необходимо подготовить материалы и инструменты, которые могут понадобиться при монтаже.

Стоит отметить, что перед тем, как приступать к изготовлению такого устройства, нужно подготовить чертежи. Без определенной схемы сделать качественную отопительную конструкцию вряд ли удастся. Не стоит забывать и о правилах безопасности при проведении монтажных работ, а также во время эксплуатации готового прибора.

Правила безопасности

Для обеспечения исправного функционирования печного устройства с котлом необходимо строго соблюдать правила и требования безопасности, а кроме этого, выполнять некоторые рекомендации по уходу за самодельной конструкцией. Они заключаются в следующем:

1. Приборы, в которых вмонтирован водяной контур, во время работы должны находиться под постоянным наблюдением. Это касается закладки дров, а также периодической уборки устройства от накопившейся сажи и золы.
2. Безопасная эксплуатация подразумевает постоянный осмотр дымоотводных каналов. Особенно важно проводить эти мероприятия перед началом отопительного сезона. Необходимо проверить техническое состояние всех элементов печи, включая задвижки. Они при растопке должны находиться в открытом виде.
3. Отопительная система рекомендована к использованию в зимнее время. В сезон, когда требуется быстро и эффективно обогреть большую площадь помещения, а также для обеспечения постоянного горячего водоснабжения. А вот в летний период применять печное устройство только для приготовления еды или нагрева воды будет нерационально. Для этого лучше подбирать более экономные варианты источников тепла.
4. Из-за открытого огня поверхность печной конструкции сильно нагревается, что часто становится причиной поломки теплообменника.

Монтаж кирпичной печки

Лучше всего начинать строительные работы с изготовления чертежа типового проекта, где будут указаны все точные размеры будущего теплообменника, а уже исходя из его габаритов, будет укладываться кирпичная кладка печного устройства. Что касается размещения, то агрегат может быть установлен в любом удобном для владельцев месте, главное — наличие открытого доступа, чтобы его можно было легко почистить и при необходимости починить.

После того как фундамент будет подготовлен, приступают к порядовке, но вовремя укладки необходимо учитывать водяной контур, схему расположения поддувала, топочного отделения, дымоотвода, а также варочной панели, в случае, если она устанавливается.

Возведение печки с водяным контуром выполняется по следующей инструкции:

1. В самом начале подготавливают печной раствор, в который входит речной песок, глина и вода. Не запрещено использовать и покупные составы, но при размешивании стоит учитывать, что смесь не должна быть слишком жидкой или, наоборот, густой.
2. На просохший фундамент укладывают слой гидроизоляционного материала, это может быть специальная пленка или рубероид.
3. На гидроизоляцию равномерно наносят подготовленный раствор и выкладывают первый ряд кирпича. После него, действуя строго по заготовленному чертежу, производят кладку остальных рядов.
4. Дойдя до уровня топочной камеры, устанавливают теплообменник.
5. На следующем этапе монтируется зольник и топочная камера.
6. Каждый новый ряд проверяется строительным уровнем. Если имеются какие-либо неровности, их можно легко устранить. Достаточно придавить рукой неровный элемент, а затем слегка постучать по нему ручкой молотка или другим тяжелым предметом.
7. Теперь необходимо установить и зафиксировать дверцу в топочном отделении, а уже после выложить печной свод и дымоотвод. Чтобы обложить внутренние стены, используются округленные кирпичи.

После того как кладочные работы завершены, приступают к монтажу водяного контура. Чтобы это сделать, необходимо подвести к теплообменнику трубы, которые подсоединены к радиаторам.

Затем подключают расширительный бак и заполняют его водой. Отопительная печка считается готовой. Остается произвести отделочные работы, для этого можно просто отштукатурить поверхность агрегата.

Многие владельцы таких устройств декорируют их изразцами.

Экономичное оборудование, которое оснащено отопительным контуром, можно изготовить своими руками. Это безопасные, практичные и долговечные конструкции, у которых, в сравнении с другими аналогичными приборами, более высокий КПД. Еще одно преимущество перед другими аппаратами — независимость от централизованного источника энергии.

Источник: http://sarstroyka.ru/remont/otoplenie/otopitelnaya-varochnaya-pech-s-kotlom-vodyanogo-otopleniya.htm

Как сделать печь с котлом водяного отопления своими руками

Печь с котлом водяного отопления служит отличным решением для загородных домов, в первую очередь, благодаря своей экономичности. Безусловно, отапливать большую площадь магистральным газом дешевле, однако такая возможность есть далеко не везде, поэтому приходится прибегать к топке дровами.

Печь может обогреть строение любой конфигурации, площадь которого составляет до 100 м.кв. Подобная схема работает следующим образом: печь дает тепло, а комнаты обогреваются за счет отопительных труб, греющихся за счет жидкого теплоносителя от котла в печи. В результате получается высокий КПД и хорошая теплоотдача. Используется такая печь для бани и для жилого коттеджа.

Как повысить эффективность теплообменника

Если дома установлена готовая кирпичная печь, организовать водяное отопление собственными силами не так сложно. Достаточно размещение в топке самодельного котла-змеевика (можно выбрать и другую конфигурацию).

Для успешной работы примите во внимание следующее:

• перепад высоты между входом в теплообменник и выходом жидкого теплоносителя из него;
• обеспечение максимально возможной площади его поверхности;
• не мешает ли теплообменник загрузке и горению топлива.

Строя печь своими руками, учтите ряд других факторов:

1. Продукты горения должны выйти из дымохода как можно более холодными.
2. Высокая теплоотдача печных газов внутри печи увеличивает ее КПД.
3. Лучше размещать теплообменник в дымоходе, а не в топке.

Итак, пламя представляет собой скопление горящих частиц топлива. Если забрать у них тепло, им не удастся сгореть полностью, в результате полезность печи снизится. Помимо этого, для более эффективного прогрева теплоноситель должен совершать движение навстречу тепловому потоку.

Именно так разница в температуре между разными частями теплоносителя будет сохранена, нагрев будет более эффективен, а внутри системы обеспечится лучшая циркуляция.

Плюсы такого блока заключаются еще и в образовании меньшего количества конденсата на нем, благодаря чему отсутствует риск коррозии.

Виды печей со встроенным котлом

Конструкция может быть выполнена из металла или кирпича с разным размещением каменки, с котлом для подогрева воды для мытья, если речь ведется о бане. Размеры не ограничены: выбор параметров определяется с учетом габаритов помещения, строительных материалов здания, а также местного климата.

Следует рассмотреть особенности конструкции двух видов печей с котлами отопления:

1. Котел встраивается в дымоход. Такая модель отличается длительным сроком эксплуатации, стенки печки полностью получают тепло из топки, показатели теплоотдачи неизменны. Недостаток: нельзя обогреть большую площадь.
2. Котел находится прямо в топке. Можно обогреть большую площадь помещения. Есть возможность использования разных видов теплообменника. Недостатки: металлические части напрямую контактируют с огнем, в результате чего разрушаются. Из-за низкой температуры теплообменника вырабатывается конденсат, из-за чего позже к поверхности прилипает много сажи, вследствие чего понижается КПД.

Виды и особенности теплообменников

Своими руками можно изготовить два вида теплообменников: трубчатые и плоские. Чтобы принять правильное решение, следует изучить их эксплуатационные характеристики и особенности.

Плоский теплообменник

Популярный вариант, который используется как для печей в баню, так и для дома. Наиболее просты в изготовлении, поверхность легко чистится от скоплений сажи, установка возможна как вертикальная, так и горизонтальная, КПД относительно высок.

Плоский котел может отличаться высоким объемом, благодаря чему брать горячую воду для мытья можно прямо из отопительной системы.

Производится установка расширительного бачка с увеличенным линейным размером, куда постоянно поступает вода после снижения уровня ниже критичного.

Ключевой недостаток: резкое снижение теплоотдачи стенок печи. Данный вид теплообменника изготавливается в форме буквы «П» и устанавливается по периметру топки, обходя дверцу.

В результате получается, что температура внешних стенок довольно низкая, в результате прогрев помещения занимает гораздо больше времени.

Это критично лишь в случае, если печь устанавливается в бане, для жилых домов, где печка топится постоянно, увеличения времени прогрева на несколько часов не играет никакой роли.

Таким образом, выбирая плоский котел, подумайте, за счет чего можно увеличить скорость нагрева. Одним из вариантов является увеличение каменки и расположение ее непосредственно над топкой. Второй вариант: использование металлического дымохода для обогрева, увеличение его длины.

Трубчатый теплообменник

Самый удачный вариант для обсуждаемой конструкции. Форма может быть, как простой, так и сложной. Размеры такого регистра бывают разными, объект может быть установлен с разных сторон топки. При необходимости теплообменник можно легко извлечь из печи.

Для изготовления водяного котла для кирпичной печи применяются исключительно бесшовные трубы. Это очень эффективный теплообменник, который к тому же очень легко очищается от сажи.

Изготовить такой регистр самостоятельно намного сложнее, нежели предыдущий вариант, поэтому целесообразно обратиться к специалисту.

Чугунные радиаторы в роли котла

Можно встроить в кирпичную печь старые радиаторы, и они будут выполнять функцию котла. Чугунные встроенные водогрейные элементы имеют свои особенности, например, чугун не очень хорошо реагирует на открытый огонь. Тем не менее, такой метод используется, причем довольно широко.

Можно использовать радиатор М-140, который легко можно найти на местах сноса пятиэтажных домов. Если сварить дюжину секций, получите нагреватель, площадь которого 3 кв.м и 18 л емкости. Плоский котел с такими же характеристиками потребовал бы очень много места.

Такие котлы могут обогревать большие площади.

Перед тем как радиаторы будут свариваться вместе, их необходимо разобрать, очистить от грязи и тщательно промыть горячим 6 %-м раствором соляной кислоты. Затем вновь ополоснуть водой. Потом сменить картонные прокладки, находящиеся между секциями, поскольку они попросту сгорят. Используйте вместо них асбестовый шнур с пропиткой из порошка графита и натуральной олифы.

Собирать элементы радиатора следует в определенной последовательности.

В соединяемые секции ввернуть ниппели со своей правой и левой резьбой, затем намотать на них пропитанный шнур из асбеста и затянуть оба ниппеля ключом, следить, чтобы не было перекоса секций.

После соединения двух секций можно присоединить третью, затем спрессовать радиатор ради проверки качества сборки. Теперь можно монтировать стояки.

По диагонали можно расположить вход холодной и выход горячей воды. Другие два отверстия могут заглушаться пробками, чтобы обеспечить циркуляцию воды через полный объем. Радиатор необходимо вмонтировать в дымовой канал, расположенный позади топки. Это поможет избежать контакта чугуна с открытым огнем: котел будет нагреваться горячими газами.

Добиться повышения естественной циркуляции воды в таких печах можно, если провести трубу обратной линии через ее фундамент и пространство под полом, благодаря чему будет увеличена разница температур между обратной и горячей линией. Батарея в печи устанавливается с незначительным уклоном для выхода воздуха и попадания его в систему. Для чистки можно в самом дымовом канале встроить дополнительную дверцу.

Твердотопливные котлы «Прометей»

В качестве альтернативы самодельным котлам может быть использован «Прометей», работающий на сухих видах топлива и расходующий электроэнергию в качестве дополнительного вида топлива. Мощность устройства составляет от 12 до 80 кВт, чего хватит для обогрева от 60 до 800 м.кв.

За счет большого объема загрузочной камеры и зольника обеспечивается долгое время горения, а также высокий КПД. Котлы на твердом топливе могут быть применены в сочетании с котлами отопления, которые работают на газе или дизтопливе.

«Прометей» быстро монтируется в уже существующие системы и упрощают установку.

Отличительные черты котлов «Прометей»:

• система подачи топлива – полуавтомат;
• 8-10 часов бесперебойного горения;
• авторегуляция температуры теплоносителя;высокий КПД;
• корпус из антикоррозийной стали.

Кладка печи с котлом

Если вы решите углубиться в тему, то возможно, решите обустроить колпаковую печь Кузнецова, принцип работы которой заключается в свободном перетекании газов, что не требует дополнительной энергии извне. Чертежи есть в интернете. Здесь же будет рассказано о более простой конструкции. Итак, сначала необходимо залить фундамент, глубина которого составляет 50 – 70 см.

На основу следует засыпать песок слоем 10-15 см, сверху укладывается щебень, гравий или строительный мусор, причем следует сохранить пространство 25-30 см для заливки цемента. Лучше всего раствор на фундамент готовить без использования песка, заменив его отсевом, соотношение составит примерно 1:6. Под стяжку и поверх нее следует настелить рубероид для гидроизоляции.

Затем следует сделать раствор глина + песок в соотношении 1:2,5, однако пропорции могут меняться зависимо от уровня жирности материала. Важно не оставить комки, а потому глина должна быть замочена с вечера. Если смесь сползает с мастерка, оставляя на нем небольшие полосы, то концентрация подходящая.

Во время кладки вам понадобится порядовка.

Теперь делается топка, зольное отделение и поддувало. Крепление дверок осуществляется с помощью оцинкованной проволоки или полосы оцинкованной жести. Необходимо подрезать кирпич над дверцами с помощью болгарки, однако лучше всего один из них сделать клином, благодаря чему кладка не растрескается.

Сделайте заранее на кирпиче выступы для котла, которые также можно вырезать болгаркой. Не стоит забывать, что по инструкции необходима ровная установка, а потому следует пользовать уровнем. Затем производится установка топки и задней части конструкции, где находится дымоход с прочисткой.

Труба должна минимум на 50 см выступать над крышей.

Печи своими руками для отопления дома вы можете изготовить, не являясь в этом деле профи. Они универсальны и обладают высоким коэффициентом теплоотдачи. Большое преимущество в их автономности, поскольку они не зависят от внешних энергоисточников. Такие котлы могут иметь любые размеры в зависимости от площади отапливаемого помещения.

Источник: http://klivent.biz/otopleniye/s-kotlom-vodyanogo-otopleniya.html

Теплообменник в кирпичную печь для отопления

Использование кирпичной печи для отопления дома имеет очень длинную и богатую историю.

Со времени, когда человек сумел добывать огонь своими руками, он обустраивал на его основе прогревание жилища, готовил еду, защищался от опасностей, отгоняя диких животных.

Со временем, технологии стали усложняться, и началась трансформация, которая сменила систему отопления открытым огнем на использование печи.

Виды печей, и все ли подходят для обогрева дома

Есть несколько десятков вариаций, которые предполагают разные функции и особенности. Печи могут выступать только лишь в роли варочной поверхности, это самые компактные устройства, их не составит труда выложить своими руками.

Более масштабные сооружения служат средством отопления.

Но наибольшую популярность имели всегда, и до сих пор используются в негазифицированных регионах, большие печи, которые греют дом, в них готовят еду себе или скоту, выпекают хлеб, сушат фрукты.

Модернизация таких сооружений происходит и по сей день. Дело в том, что раньше дома строили небольшими, часто на одну-две комнаты, с низкими потолками. Такая планировка дома позволяла не создавать разветвленную систему отопления, тепла печи хватало, чтобы обогреть его целиком.

Но такой недостаток, как концентрация теплого воздуха вверху помещения и непосредственно рядом с печью, не позволяет качественно обогреть современное жилье. Понимая, что этот недочет нужно исправлять, люди придумали систему с водяным отоплением в доме, где котлом выступает теплообменник, вмонтированный в кирпичную печь.

Она способна качественно обогреть весь дом, благодаря циркуляции горячей воды по трубам к конвекторам.

Принцип работы печи с теплообменником

В замкнутой системе вода после остывания поступает в теплообменник и нагревается вновь. Такое отопление можно сделать своими руками, особенно если оно создается заново.

Переделать уже готовую печь довольно проблематично.

Основная сложность заключается в том, что теплообменник нужно вмонтировать в уже созданную конструкцию печи, его размеры обязательно должны соответствовать размерам, чтобы был обеспечен должный уровень его прогрева.

Кирпичные печи делят на две основные группы:

• удерживающие тепло;
• быстроостываемые.

Первый вариант предполагает, что печь построена таким образом, что ее прогрев осуществляется в течение длительного времени.

Но вместе с тем, после топки один раз в сутки, она способна долго удерживать температуру дома и не исключает возможности приготовления еды без новой закладки дров.

Печи, которые остывают быстро, имеют хорошую теплопроводность, они быстро нагреваются, отдают энергию в помещение, но требуют постоянного контроля.

Минусы водяного отопления

Теплообменник в любой печи, построенной опытным печником или своими руками, снижает время, которое печь остается теплой. Ей необходимо прогреть не только свою поверхность, но и воду из системы. Это стоит учитывать при строительстве.

Особенно важно, если дом не используется зимой, правильно подобрать жидкость для заполнения системы.

Их стоимость существенно отразиться на всем бюджете при создании системы отопления, однако монтаж не предполагает использования очень толстых труб, да и батареи, имеющиеся в наличии в каждом строительном магазине, уже не те, что использовались раньше. Их форма и объем жидкости, необходимый для работы всего контура, созданы для минимизации расходов топлива.

Виды регистров, особенности и преимущества

Теплообменник может быть нескольких конфигураций. Также, они есть заводского производства или индивидуальной проектировки. В первом варианте предусмотрены все технологические нюансы, но печь нужно создавать под конкретный теплообменник.

Если система отопления уже создана и ее нужно доукомплектовать, придется создавать его с учетом уже существующей конструкции печи. Когда есть навыки в газосварке, можно попробовать сделать теплообменник своими руками, в противном случае, стоит нанять специалиста.

Выделяют два основных типа строения регистров, применимых к водяным системам отопления дома. Они могут быть изготовлены из трубок, в виде змеевика, по которым циркулирует жидкость или из стальных пластин. Трубастый теплообменник печи, оснащенной водяным отоплением, имеет большую площадь прогреваемости, что улучшает его характеристики.

Так бывает из-за неправильного монтажа системы, установки теплообменника своими руками без должного опыта и квалификации.

Трубастый теплообменник применяют не только к печам с водяным отоплением дома, но и в печах, оснащенных плитой. Его форма позволяет вмонтировать регистр в печь так, чтобы не снижать качество прогрева варочной поверхности.

Если же такой надобности нет, то к нему довариваются дополнительные трубки. Такое усиление поможет увеличить КПД отопительной системы. Недостатком этой формы есть сложность очистки.

В конструкции, изготовленной из стальных листов, эта проблема сведена к минимуму. Но его можно использовать только для отопительных печей. В обоих случаях избежать закипания воды в системе с водяным отоплением поможет создание регистра толщиной не менее четырех сантиметров. Если же заменить верхнюю полку регистра трубастыми элементами, его тоже можно приспособить к варочной печи.

Что нужно учесть при строительстве печи

Печи бывают разных конструкций, но не в каждую из них можно встроить теплообменник. К примеру, популярные канальные системы просто не содержат в себе места, предусмотренного для приспособления котла. Такую печь несложно создать своими руками, но она не сможет выполнять всех тех функций, которые от нее ожидаются.

Наиболее удачным вариантом станет камерная печь. Роль камеры может выполнять духовой шкаф, вокруг которого и создается теплообменник. Таким образом, конструкция печи приспособлена и для готовки, нагревания воды и отопления дома.

Горячий воздух от регистра проходит через камеру, обдавая его требуемой тепловой энергией, и дальше проходит в конвектор, прогревая его по всей высоте.

Конвектор расположен по всей высоте печи, дополняя водяное отопление, ведь он спокойно может прогреть всю комнату.

Строительство обязательно начинают с фундамента, и гидроизоляции. Кирпичная печь – это очень тяжелая конструкция и нуждается в надежном основании. Кладка требует точности и выверенности действий. Места, где кирпич не будет закольцован (подпечье, горнило, дверки отверстий для выгреба золы и т.д.) нужно дополнительно армировать и создавать с перевязкой.

Печь, построенная по всем правилам, станет прекрасной основой для водяного отопления, прогреет весь дом с минимальным расходом дров и прослужит долгие годы.

Источник: http://pluskirpich.ru/pechi/teploobmennik.html

Теплообменник для печки

Теплообменники – устройства, в которых тепло передается от одного вещества другому. В банных печах энергия горячего воздуха передается воде, которая находится внутри. Второе название таких устройств – водяной контур. Сами эти устройства могут быть разных форм и типов. Использоваться могут как для организации водяного отопления, так и для получения горячей воды. 

Для нагрева воды в банных печах чаще встречается небольшой бак или металлическая изогнутая труба (змеевик), расположенные внутри топки, но не имеющие непосредственного контакта с огнем. Есть еще один вид – водяные рубашки.

Принцип работы водяного теплообменника строится на том факте, что вещество (в данном случае вода) более высокой температуры поднимается вверх.

Таким образом, постепенно происходит повышение температуры во всей системе. Время нагрева при этом зависит от многих факторов:

• от исходной температуры (зимой, когда жидкость холодная времени требуется больше);
• объема воды в системе;
• мощности печи и интенсивности горения.

Змеевик для печей

Один из самых простых в изготовлении теплообменников – змеевик. Все что нужно – найти трубу из достаточно пластичного металла. Чаще всего используется медь или алюминий, так как оба металла стойки к коррозии и легко гнутся. Затем труба изгибается, причем форма в принципе может быть любая.

Для того чтобы вода активно двигалась самотеком (без насоса) общая протяженность змеевика не должна превышать 3 метров (это с учетом соединения до выносного бака).

Создавая свой теплообменник, «примеривайте» его к печи: он не должен соприкасаться с открытым пламенем, а нагреваться должен раскаленным воздухом.

На концах  нарезается наружная резьба, к которой затем подсоединяются через фитинги выносной бак.

Змеевик может располагаться не только внутри топки, но и снаружи. Обматывать печку вряд ли стоит, а вот металлический дымоход греть воду будет достаточно эффективно. Ведь если печь без камеры дожига, то температура на выходе топки может быть до 500оС. Пример такого теплообменника на трубе смотрите на фото.

В самом простом варианте теплообменник может иметь вид подковы. Тогда использовать можно и нержавейку – так ее можно согнуть. Например, на видео ясно видна подобная форма, которую использовали в печи для бани «Витра» (видео о том как перенести теплообменник в печи Vitra с левой боковой панели на правую ищите в конце статьи).

Один из видов змеевика – регистр. Это, как правило, сварная конструкция из труб, которая часто чем-то напоминает отопительные. Регистр для банной печи чаще всего варят из нержавейки, так как только она может длительное время переносить жесткие условия эксплуатации.

А при проектировании кирпичных банных печей можно выделить место и под регистр.

Иногда теплообменник выполнен в виде небольшой емкости с водой (объем до 3-х литров), который также располагается внутри топки без непосредственного контакта с огнем. Принцип его работы ничем не отличается от других.

Чтобы служил такой бачок-теплообменник дольше, при изготовлении своими руками, постарайтесь сделать конструкцию  так, чтобы было как можно меньше сварных швов. Например, возьмите лист нержавейки (толщины 1-2 мм достаточно) и на листогибе придайте требуемую геометрию.

На корпусе шов будет всего один, плюс приварены будут боковые панели и входные патрубки.

Их и разместить сложно и они отрицательно скажутся на температуре воздуха в парной.

Лучше рассчитать систему так, чтобы можно было за все время посещения бани подогреть воду несколько раз: вам ведь не нужны сразу 150 литров кипятка? Сначала надо немного горячей воды чтобы запарить веники, потом чуть больше, чтобы помыться перед парилкой, и затем еще некоторое количество, чтобы ополоснуться. В результате, нужны, может и 150 литров горячей воды, но порциями. Так зачем делать систему на 150 литров и ждать несколько часов, пока она будет приемлемой температуры, если можно сделать бак на 50-70 литров и несколько раз нагреть в нем воду, которая будет расходоваться по мере необходимости…

Водяная рубашка

Просто реализуется еще один теплообменник – водяная рубашка (водяной контур) на трубу. На участок дымохода наваривается труба большего диаметра с двумя патрубками для подачи/отведения воды. Принцип работы все тот же: горячая вода подымается вверх, вниз поступает из выносного бака более холодная вода.

Этот способ более привлекателен по нескольким причинам:

• нагрев происходит за счет тепла, которое раньше просто улетало;
• сделать такой теплообменник своими руками несложно, хотя есть и фабричные варианты;
• установить можно на любой металлический дымоход и для этого не нужно разбирать печь и делать в ней отверстия;
• теплообменник на трубе предупреждает проникновение газов из дымохода в помещение.

Все эти плюсы делают такое устройство достаточно привлекательным. Но есть у такого решения и минусы:

• требуется полная герметичность швов;
• при добавлении холодной воды может образовываться конденсат;
• заливать воду в разогретую систему нельзя – может из-за разницы температур порвать стенки дымохода.

Водяной контур на печь делается аналогично, но в этом случае в емкость с водой строится вокруг корпуса. Практически всегда такой теплообменник делают на круглые печи. Во-первых, можно подобрать трубу большего размера и приварить дно и верх, что вряд ли удастся с прямоугольными печами, и во-вторых, по кругу вода движется легко и система эффективна, чего тяжело добиться при квадратном кожухе.

Теплообменник открытого сифонного типа

Очень интересный и эффективный вариант нагревать воду на печи, но, к сожалению, не очень распространенный. В печь вваривается наклонная труба, запаянная на конце. Ее второй конец — открытый срез  — приварен в нижней части бака с водой.

  Когда вода налита в бак, часть ее попадает в трубу, расположенную в печи, где она нагревается вплоть до кипения. Выделяющийся при кипении пар пузырьками поднимается вверх. Попав в холодную среду пузырек лопается, передавая значительную часть тепла окружающей воде.

Кроме того перенос тепла происходит за счет все той же конвекции (движения горячей воды вверх, а холодной вниз).

В этом варианте бак располагается на подставке в соседней комнате. В стене и в одном боку печи проделано отверстие (печь стоит боком). Длина трубы такая, что она чуть не достает до противоположной стенки топки.

Труба на конце запаяна, отверстие в печи немного большего размера, чем диаметр патрубка, не заизолирован и не уплотнен.

Входное отверстие расположено достаточно низко – прямо на этот необычный теплообменник накладываются дрова, а затем после прогорания при необходимости на нее нагребаются угли.

Владелец такого водяного теплообменника сифонного типа уже более 6 лет использует данный агрегат. Говорит, что дым не попадает в помещение.

Иногда, если в парилку чересчур резко закрыть дверь, может небольшая порция дыма вырваться, но  это случается очень редко и не приносит каких-либо неприятностей.

Бак не рекомендует делать большим – удобнее несколько раз заливать воду, чем ждать, пока нагреется большой ее объем. Бак на фото имеет объем порядка 50 литров.

Чем и как соединять выносной бак и теплообменник

Хотя температура воды в теплообменнике при любой его конструкции не поднимается выше 100oC, патрубки могут нагреваться до более значительных температур – они контактируют со стенкой печи. Потому желательно примерно 40-50 см от них устанавливать металлические трубы.

Наверное, все та же нержавейка будет предпочтительнее: черный металл будет ржаветь, медь и алюминий – возможно, но достаточно проблематично. Далее можно использовать металлопластиковые трубы для горячей воды, возможно использование гофрированных   или гибких шлангов в обмотке (которыми подключают бойлеры). Диаметр — дюймовые или ¾ дюйма.

Меньший нежелательно – вода будет плохо циркулировать: в теплообменнике будет кипеть, а в баке останется холодной.

Подсоединяя теплообменник на трубе или в печи с выносным баком, обязательно сделайте в самой нижней точке системы кран для слива. Он пригодится, когда будете консервировать систему на зиму: чтобы все не разорвало от замерзшей воды, ее (воды) не должно остаться ни капли. Если же баня у вас отапливаемая, кран все равно нужен  — если вода застаивается, она приобретает неприятный запах.

Еще один нюанс: трубы на горизонтальных участках  должны иметь небольшой уклон в сторону печи. Нюанс небольшой, но на работоспособности системы сказывается очень сильно. Потому обеспечьте небольшой наклон (1-5 градусов).

teplowood.ru

Разновидности

Каждая из конструкций, сделанная своими руками по индивидуальным эскизам уже будет уникальной и считаться одной из лучших. Выделяют две разновидности: внешние и внутренние. Их четкие характеристики описаны в следующей таблице:

Внешние	Внутренние
Модуль дымохода внутри герметичной емкости в виде трубы для отвода печного тепла	Расположен внутри печи
Сложны в исполнении	Просты в монтаже
Нет особых критериев по обслуживанию
Резервуар с водой демонтируется без усилий	Трудно поддаются демонтажу и обслуживанию.

Источник: https://kirpich.website/remont/pechnoe-delo/teploobmennik-dlya-pechki.html

Теплообменники для печей — как увеличить КПД при сгорании топлива

Любой человек, решивший строить собственный дом, всегда озабочен проблемой его отопления, поскольку, в конечном итоге, именно оно является залогом комфортной жизни семьи.

Традиционным способом согреть дом в нашей стране всегда являлась кирпичная печь, которая и в наше время не теряет свою популярность. КПД различных типов печей может отличаться в разы: от 35% в случае русской печи до 80% у печи Колпакова. Но при этом хорошему хозяину всегда хочется максимально увеличить полезную отдачу отопительного агрегата.

Лучшим способом это сделать является монтаж во внутреннем объеме печи теплообменника, который, поглощая тепло продуктов сгорания, способствует более полному использованию мощности печи  и позволяет обогревать весь дом равномерно, независимо от того, где именно находится печь.

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.

Безопасная эксплуатация печи с теплообменником

Для безопасной эксплуатации нужно строго выполнять следующие правила:

1. Никогда не заполняйте теплообменник холодной водой тогда, когда печь уже разогрета. Сделайте это заранее.
2. В местах соединения теплообменника и водопроводных  труб нужно использовать только те уплотнители, которые предназначены для эксплуатации в условиях высоких температур.
3. Не стоит крепить отводящие трубы на неподвижные крепления. Тепловое расширение металла вызывает изменения линейных размеров труб, что может привести к расшатыванию креплений.
4. Конструкция и размеры теплообменника должны быть такими, чтобы устройство не влияло отрицательно на мощность печи. Поэтому процент отбираемого тепла должен составлять не более 10%.
5. Нужно учитывать, что размещение в печи теплообменника вдет к постоянному охлаждению топки, поэтому, вследствие неполного сгорания топлива образуется много сажи. Поэтому дымоход нужно чистить чаще.
6. Для обратки системы отопления нужно применять трубы меньшего диаметра, чем для подачи. Это делается для того, чтобы снизить скорость циркуляции и вода успевала остыть в помещении, а не возвращалась в печь горячей.
7. Если печь находится в доме, который эксплуатируется только сезонно, то нужно предусмотреть возможность полного слива воды из системы и теплообменника. Это предотвратит разрывы труб при замерзании в них воды.

Использование теплообменника не только повышает эффективность работы печи, но и обеспечивает равномерный прогрев всех удаленных от нее помещений дома.

Источник: http://diskmag.ru/otoplenie/teploobmenniki-dlya-pechej.html