Печи для дома с теплообменником

Наиболее распространенные формы прибора

  1. Аппарат, выполненный из листовой стали. Для изготовления такого устройства требуются следующие материалы: листовая сталь, металлический профиль с сечением прямоугольной формы 60х40 мм, труба, диаметр которой должен составлять 40 или 50 мм, предназначенная для подведения и отведения теплоносителя. Из стального профиля с применением сварки выполняются две формы: П-образная для передней части теплообменника и квадратная для задней. В последней необходимо проделать 2 отверстия, к которым будут крепиться трубы, предназначенные для подвода и отвода теплоносителя. С помощью листовой стали выполняется соединение двух форм сверху и по бокам. Эти элементы играют роль стенок теплообменника для печи.
  2. Аппарат, выполненный из труб. Обе части подобного устройства создаются по такой же схеме, как и предыдущий вид. Разница состоит в том, что в качестве стен служат трубы, которые крепятся помощью сварки в профиль. Металлопрокатные изделия, применяющиеся в конструкции, можно заменить отрезками профильных труб, сечение которых составляет 40х60 мм, что значительно облегчает сварочные работы и последующую установку. В случае если отопительное устройство не будет применяться для приготовления пищи, то к теплообменному аппарату дополнительно подсоединяются трубы с маленьким диаметром, что способствует улучшению теплоотдачи.
  3. Прибор, изготовленный из круглых металлопрокатных изделий, представляет собой конструкцию, которая размещается прямо в топке и плотно прилегает к ее стенам. Состоит такая система из двух контуров: верхнего и нижнего. Эти элементы соединяются с помощью труб вертикального расположения, которые размещаются возле боковых стен отопительного агрегата.
  4. Плоский теплообменник для печи в виде регистра, выполненный из труб. Подобная конструкция является наиболее простой и действенной. Ее можно легко установить в печи любого размера.
  5. Теплообменник, выполненный из определенного количества секций чугунного радиатора. Подобная система подключается к отоплению с помощью резьбовых соединений. Теплообменное устройство такого типа довольно габаритное, потому его установка происходит не в топочной камере, а в дымоходной системе. Стоит отметить, что чугун является одним из тех материалов, которые не выдерживают резких перепадов температур, поэтому его размещение должно осуществляться на большом расстоянии от места сгорания топлива.

Принцип работы печи с теплообменником

Принцип работы печи с теплообменником

Принцип работы теплообменника основан на классических законах физики. Для предотвращения появления воздушных пузырьков ёмкость заполняется снизу вверх. Делается это до начала растопки, так как, в противном случае, можно вывести систему из строя. Вода нагревается и поднимается к трубе в верхней части теплообменника. В нижнюю трубу поступает вода холодная.

За счёт этого достигается циркуляция теплоносителя между теплообменником и прибором отопления и повышение температуры последнего.

Не рекомендуется, изготавливая теплообменник в печь для отопления, использовать в его конструкции трубы пластиковые или металлопластиковые, так как существует вероятность выделения ими при, определённых температурах нагрева, канцерогенных веществ в атмосферу. Что негативно сказывается на здоровье человека.

Особенности монтажа печи и установки теплообменника

Монтаж печи и установки теплообменника

Опытные печники и сантехники, отвечая на вопрос: «как установить теплообменник в печь?», предлагают располагать его вне топливника. На первый взгляд, предложение достаточно странное, ведь самая высокая температура как раз и находится в пламени топки. Но, если вспомнить физику, то всё встанет на свои места.

Пламя по своей сути, это сгорающие частицы, обладающие высокой летучестью. Охлаждая его за счёт отбора тепла мы, тем самым, инициируем неполное сгорание заложенного топлива. Что приводит к снижению КПД нашей печи.

Как установить теплообменник в печь? Вода в нём должна перемещаться навстречу тепловому потоку. В идеале – холодный теплоноситель должен, в первую очередь, контактировать с холодными газами, а нагревшийся — с печными газами, имеющими максимальную температуру. Это позволит сохранять максимальную дельту температур между газами и теплоносителем. Следовательно, нагрев становится более эффективным. Плюс существенное снижение количества конденсата, оседающего на теплообменнике.

Чтобы добиться этого, найдено гениальное, по своей простоте, решение. Появился колпаковый дымоход, в который теплообменник с большим объёмом теплоносителя и поместили. Продукты сгорания, имеющие высокую температуру, задерживаются в нём до момента остывания.

Монтаж печи с теплообменником в колпаке достаточно прост. Простейшая конструкция подобного теплообменника – регистр, представляющий собой сваренные в единый контур трубы, имеющие большой диаметр. Изготовленный из установленных вертикально труб регистр – наиболее эффективная и дешёвая конструкция теплообменника.

Она позволяет добиться следующего. Газы собираются в колпаке (чем горячее, тем выше). В дымоход за пределы нашего колпака уходят опустившиеся вниз после того, как отдали всё тепло, продукты сгорания. Препятствий горению в топливнике нет никаких. В результате топливо сгорает по максимуму. Естественная циркуляция в нашем теплообменнике – снизу вверх. Все необходимые условия соблюдены. Самодельный теплообменник для печи подобной конструкции является самым эффективным.

Изготовить обменник на трубу лучше всего из пищевой нержавейки (аустенитная сталь). Её характеристики не меняются при максимально возможных в печи температурах, сварные швы получаются достаточно прочными, а никель, реагируя с атмосферным кислородом, покрывает поверхность трубы устойчивой к кислотам и солям защитной плёнкой. Подобный вариант имеет максимальную долговечность.

Оцинкованный профиль на теплообменниках, не прогревающихся до 200 градусов использовать можно. Тем более что он способствует усилению конвекции воздуха, который его обтекает.

Прогревать жилище постоянно отопительная печь с теплообменником подобной конструкции вам не позволит, а вот в минимальные сроки прогреть мансарду – без проблем!

Для регулярных выездов в загородную баню (на дачу) вещь незаменимая. Топите баню, а в мансарде через 30 минут уже тепло и уютно. И не нужна вам вторая печь или отопительный котёл.

Устанавливается теплообменник на дымоход (самоварный тип) просто, даже на обычную металлическую печь. В будущем можете даже обложить его кирпичом.

Так же смотрите видео «теплообменник на дымоход своими руками».

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.

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

Теплообменник из листового металла для отопительной печи

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.

Печной регистр для отопительной печи из труб

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. Печной котел из листового металла и труб для отопительной печи

Печной котел из листового металла и труб для отопительной печи

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.

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

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.

Теплообменник для отопительно-варочной печи из круглых и профильных труб

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 сделать своими руками

Если вы намерены самостоятельно оборудовать свой загородный дом печью — камином с водяным контуром, то вдумчиво оцените свои возможности и способности.

Существует достаточно много готовых устройств подобного типа, которые можно купить в собранном состоянии, установить в удобном месте, подвести дымоход и осуществить подключение к системе водяного отопления. Обязательно для установки такой конструкции необходимо подготовить специальное основание: фундамент и облицованную плиткой около каминную площадку. Последняя особенно необходима в том случае, если пол в доме деревянный, так как выпадающие из топки камина мелкие угольки могут стать причиной пожара.

Обычно такие печи имеют прозрачную дверку из термостойкого стекла, через которую можно любоваться языками горящего пламени. В случае необходимости подобное устройство можно перебазировать на новое место, не теряя при этом его эксплуатационных качеств.

Можно также своими руками построить открытый камин с водяным контуром из кирпича, который прослужит вам всю жизнь.

Для начала необходимо определиться с размерами камина и его постоянным местом расположения, ведь кирпичный камин с теплообменником перенести на новое место будет невозможно. Размер камина должен быть соразмерным с высотой потолков и окружающим интерьером. Вокруг камина должно быть достаточно места для того, чтобы можно было разместиться всем гостям дома.

Если вы опытный строитель, вам не нужно ограничивать себя в выборе дизайна.

Основные элементы открытого камина с водяным контуром:

  1. Прочный фундамент, который заливают из бетонного раствора, либо выкладывают из кирпича;
  2. Топка с контуром водяного отопления;
  3. Портал с выемкой под топку (который затем покрывается каменной или плиточной облицовкой);
  4. Дымоход;
  5. Элементы обкладки портала;
  6. Система подключения к отоплению.

Большинство конструкций используют кирпич, который является наиболее экономичным материалом для создания как фундамента, так и скелета камина.

Топка для камина выбирается с расчётом её примерной производительности и исходя из размеров помещения. Желательно приобретать более мощное устройство, примерно с запасом на 25-30% от необходимого потребления.

Важна конструкция топки и её тип. Бывают угловые и встраиваемые топки — вкладыши, но все они требуют грамотной установки и последующей облицовки.

Все каминные топки с водяным контуром обеспечивают нагрев не только теплоносителя, но и окружающего пространства. Этот факт обязательно надо учитывать при монтаже и соорудить портал под печку камина в точном соответствии с указанными в документации чертежами.

При создании кирпичного портала обязательно применение огнеупорного керамического кирпича. Другим вариантом является использование пеноблоков, которые укладывают на огнестойкий клей и укрепляют посредством армирования.

Обустройство дымохода должно соответствовать нормам пожарной безопасности, для чего необходимо пригласить специалиста и получить необходимые разрешительные документы от службы пожаронадзора.

Для придания камину привлекательного внешнего вида и создания романтической обстановки поверхность портала облицовывают натуральным или искусственным камнем, изразцами либо плиткой.

Подключить самодельный камин со встроенным водяным контуром нужно очень грамотно, так как от этого во многом будет зависеть эффективность его работы.

Важные условия, благодаря которым водяной контур будет защищён от перегрева:

  1. Создание при подключении так называемой «группы безопасности», которая необходима для того, чтобы в случае экстренного повышения давления в системе можно было срочно его понизить;
  2. Монтаж «узла подмеса» с клапаном регулировки, чтобы перенаправлять часть горячей воды в другой контур, например, в систему «тёплый пол»;
  3. Установка расширительного бака. В случае, когда монтируется закрытая система отопления, устанавливается мембранный бак, предотвращающий попадание внутрь труб кислорода. Для открытых систем отопления предусмотрен вариант в виде ёмкости, встроенной в наивысшей точке системы;
  4. Использование металлических труб при соединении элементов системы отопления. Поскольку нагрев воды может достигать температуры её кипения, трубы из металлопластика или ПВХ могут прийти в негодность. Лучшим выбором являются трубы из металла. Прекрасным выбором будут трубы из меди, так как они долговечны и на них не образуется внутренних отложений (ржавчины). Однако в этом случае обязательно использование латунных переходников и медных радиаторов, так как недопустимо смешения при монтаже одной системы изделий из меди и алюминия, это может стать причиной аварии.

Конструкция системы

Принцип работы самодельного теплообменного аппарата заключается в том, что он получает от отопительного устройства тепло, которое нагревает воду. Жидкость же распределяется по трубам, тем самым равномерно отапливая помещение. Такая система значительно экономит расход горючего, поскольку комната обогревается намного быстрее.

Обычное печное отопление можно улучшить следующими двумя способами:

  • выполнить возведение печи заново под габариты теплообменного аппарата;
  • осуществить монтаж технического устройства, которое конструируется исходя из размеров топливника.

Важно знать, что теплообменник должен подключаться ко всей отопительной системе так, чтобы труба, по которой подается вода низкой температуры, располагалась как можно ниже.

Не стоит забывать и о расширительном бачке, установка которого выполняется в самом верху трубопровода.

Благодаря этому элементу регулируется объем нагреваемой жидкости, а также выпускается накопившийся воздух. В случае если теплообменник, выполняющий естественную циркуляцию теплоносителя, окажется недейственным, требуется установить насос, который будет осуществлять это автоматически.

Самодельный аппарат для печи подключается к системе отопления с помощью двух специальных штуцеров: один из них подсоединяет трубу с холодной водой, второй – с горячей

При монтаже теплообменника и необходимых металлопрокатных изделий важно соблюдать установленный правилами уклон (см. схему снизу)

Популярные марки

Группа Мета предлагает несколько вариантов камин-печей с плитой и теплообменником.

Например, камины-печи с плитой и теплообменником МЕТА Ангара АКВА и МЕТА Печора АКВА, мощностью 8+5 кВт. Обогревают помещения до 250 куб. М. Дверки со стеклянным экраном. Одной закладки дров хватает до 5-6 часов.

Модель камин-печь Ангара Аква группы Мета с плитой и теплообменником может работать в системах отопления с закрытыми и открытыми схемами. Смелые решения в конструкции. В корпусе печи,кроме теплообменника, предусмотрены еще и воздушные каналы. Тепло от топливного блока не только нагревает воду в теплообменнике, но и воздух в комнате.

Тепловая мощность, габариты, простота установки делают камин-печь с плитой Ангара Аква очень популярной среди потребителей.

Добавляют эстетику в общий вид комнаты, где установлена печь-камин с теплообменником, и аксессуары. Предметы со скучными названиями кочерга, совок, дровница, щетка, могут своим хорошим художественным оформлением украсить уголок тепла, уюта и комфорта.

Jotul

Эта норвежская фирма выпускает широкий ассортимент топливного оборудования и компонентов систем отопления. Сюда относятся печи «буржуйки», печи-камины и печи-камины с теплообменниками. Jotul имеет свои представительства во многих городах России, СНГ и ближнего зарубежья.

Основательные тепловые приборы из чугуна, с высокохудожественным оформлением завоевали симпатии и интерес владельцев частных домов и дачных построек. Конечно, такие изделия не дешевые, но владельцы домов, которые установили у себя источники тепла фирмы Jotul, остались довольны экономичностью, дизайном, долголетней гарантией при эксплуатации.

Очень интересна каминная топка с теплообменником. Его тепловая мощность от 3 квт до 22,5 квт. Такая вставка монтируется в контур всего камина. Работа не простая и требует подготовки и высокой квалификации работников. Но в итоге владельцы получают камин с теплообменником с отличным дизайном и гарантией безупречной работы на долгие годы.

Для решения проблемы обеспечения теплом своего дома есть множество способов и одним из самых эффективных является установка камин-печей с плитой и теплообменником.

5 Самостоятельное изготовление теплообменника

Стоимость готовых банных печек с теплообменником чрезвычайно высока, поэтому многие домовладельцы решаются на изготовление таких отопителей своими руками. Проще всего выполнить внутренний металлический теплообменник, который монтируют в уже имеющуюся печь. Для его самостоятельного изготовления потребуются следующие инструменты и материалы:

  • металлические трубы диаметром 20—30 мм;
  • металлические пластины толщиной 3 мм;
  • сварочный аппарат;
  • болгарка с кругом для зачистки металла.

Эффективность отопления парилки и нагрева воды будет напрямую зависеть от правильности определения площади теплообменника. Для расчета размеров труб необходимо знать мощность топки имеющегося в наличии отопителя. Для отопления бани площадью 5х5 м достаточно печки, которая имеет показатель тепловой мощности 5 кВт. Для качественного подогрева воды от 5 кВт теплогенератора необходим теплообменник с площадью 0,6 м².

Оптимальный показатель площади теплообменника банной печки будет также зависеть от ее расположения в парилке или предбаннике, интенсивности горения топлива, использования дров или угля, а также ряда других характеристик. Для упрощения выполнения расчётов можно использовать готовые схемы теплообменника для банной печки, а затем в зависимости от размеров и типа отопителя подобрать общую площадь водяной рубашки.

Смонтировав теплообменник и подключив к нему через штуцеры расширительный бак или контур с радиаторами, можно выполнять первую протопку. Перед использованием система проверяется следующим образом:

  1. 1. Нижнюю трубку наглухо закрывают.
  2. 2. Всю систему заполняют теплоносителем.
  3. 3. Верхний патрубок теплообменника подключают к расширительной ёмкости.
  4. 4. Систему заполняют сжатым воздухом, контролируя давление по манометру.
  5. 5. Проверяют конструкцию на наличие протечек. Если они будут обнаружены, их заваривают, предварительно слив всю жидкость.

Изготовив своими руками или купив готовую печку с теплообменником для бани, можно не только решить все вопросы с нагревом парилки, но и упростить отопление смежных помещений. Такая конструкция будет иметь дополнительный бак с нагретой водой, что избавляет от необходимости приобретения бойлера и внешнего нагревателя. Воспользовавшись готовой схемой, всю работу можно выполнить самостоятельно, сэкономив на покупке дорогостоящих заводских моделей банных печек.

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.

Изготовлен из меди

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.

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о