Теплообменник в печь для отопления
Теплообменник в печь для отопления
- Меню
- Каталог
- Биокамины
- Встраиваемые биокамины
- Настенные биокамины
- Настольные биокамины
- Отдельностоящие биокамины
- Пристенные биокамины
- Угловые биокамины
- Уличные биокамины
- Автоматические биокамины
- Эксклюзивные биокамины
- . Показать все
- Аксессуары для биокаминов
- Биотопливо для каминов
- Зажигалки для каминов
- Керамические дрова и поленья
- Керамическая камни, стеклянные кристаллы
- Стартовые наборы для биокаминов
- Дополнительные аксессуары
- . Показать все
- Электрокамины
- Встраиваемые электрокамины (электроочаги)
- Настенные электрокамины
- Электрокамины с порталом (каминокомплекты)
- Электропечи напольные
- Порталы из дерева
- Порталы из камня
- . Показать все
- Камины
- Каминные порталы
- Камины пристенные
- Камины пристенно-угловые
- Угловые камины
- Камины подвесные
- Сквозные и трехсторонние камины.
- Отдельностоящие (центральные) камины.
- Встроенные в стену камины
- Камины открытого типа
- . Показать все
- Каминные топки
- Односторонние каминные топки
- Двухсторонние (угловые) каминные топки
- Трёхсторонние каминные топки
- Сквозные (тоннельные) каминные топки
- Четырехсторонние панорамные топки
- Открытые каминные топки
- . Показать все
- Каминные топки с вод.контуром
- Односторонние топки с водяным контуром
- Односторонние с гильотиной с вод.контуром
- Двухсторонние топки с вод.контуром
- Сквозные (тоннельные) топки с водяным контуром
- Печи-камины дровяные
- Теплонакопительные печи-камины
- Кафельные / керамические печи-камины
- Чугунные печи-камины классические
- Чугунные печи-камины с облицовкой
- Стальные печи-камины
- Поворотные печи-камины
- Сквозные (туннельные) печи-камины
- . Показать все
- Печи-камины с теплообменником
- Печи-камины без облицовки с вод.контуром
- Печи-камины с облицовкой с вод.контуром
- Печи варочные / кухонные плиты
- Варочные печи без духовки
- Варочные печи с духовкой
- Печи большие с духовым шкафом
- Варочные печи и грили встраиваемые
- Кухонные плиты
- Кухонные плиты с теплообменником
- . Показать все
- Пеллетные печи-камины и топки
- Пеллетные печи-камины классические
- Пеллетные печи с теплообменником
- Пеллетные топки для камина
- Садовые печи, барбекю, грили
- Барбекю стационарные
- Грили стационарные
- Стационарные мангалы
- Смокеры и коптильни
- Керамические грили
- Столы гриль-барбекю
- Грили на газу
- Печи для пиццы уличные
- Барбекю, грили, мангалы переносные
- Гриль-вставки
- Костровые чаши
- Аксессуары к барбекю и грилям
- . Показать все
- Уличные обогреватели
- Газовые обогреватели
- Уличные электрообогреватели
- Печи для бани и сопутствующие товары
- Дровяные банные печи
- Электрические банные печи
- Сауны
- Инфракрасные кабины
- Пульты управления электрокаменками
- Парогенераторы
- Двери для бань и саун
- . Показать все
- Каминное и печное литье
- Дверцы для печей и каминов
- Духовки для печей
- Задвижки для печей и каминов
- Колосники для печи
- Конфорки для печи
- Чугунные плиты для печи
- . Показать все
- Аксессуары для печей и каминов
- Вентиляционные решетки
- Притопочные листы
- Каминные экраны
- Каминные дровницы
- Каминные наборы
- Дымоходы
- Стальные дымоходы
- Гибкий дымоход
- Керамические дымоходы
- Дымоходы от производителей печей и каминов
- Флюгера на дымоходы
- Термоизоляция
- Жаростойкие плиты, вата, картон
- Огнеупорные герметики, краски, эмали
- Комплектующие для каминов и печей
- Акции
- Биокамины
Что такое теплообменник. Принцип работы водняного контура в каминах и печах.
Главное предназначение печей-каминов с теплообменником, или как его еще называют водяным контуром, является отопление хозяйственных и жилых помещений дач, загородных домов и прочих построек. Основное отличие данных отопительных устройств от других — это наличие теплообменника.
Наш магазин представляет широкий ассортимент отопительной техники с наличием теплообменника:
- каминные топки с теплообменником;
- кухонные плиты с водяным контуром;
- печи-камины с теплообменником.
Теплообменник (водяной контур) — это специальное устройство, созданное для передачи тепла от нагретого теплоносителя менее нагретому (холодному). По сути, теплообменником в каминах и печах называется емкость объемом примерно 3-7 литров, изготовленная из нержавеющей или конструкционной стали с наличием двух штуцеров.
Принцип работы теплообменника основывается на законах физики: нагреваясь за счет отходящих газов (дыма), теплообменник передает тепловую энергию теплоносителю (антифризу или обычной воде). Нагревшись теплоноситель поднимается вверх, вытесняя остывший, другими словами, работа водяного контура основана на циркуляции теплоносителя в трубопроводной системе.
Камины и печи с водяным контуром полностью решают задачу отопления разделенных перегородкой помещений от места где установлено само устройство. Количество и наличие элементов отопительной системы определяется на основании технических условий, теплотехнического расчета и других.
Современные отопительные печи-камины дают до 12 кВт тепла: из низ 5 кВт идет через конвекцию теплового воздуха и до 7 кВт через теплообменник в систему отопления. Таким образом, когда за окном температура достигает минус 40 градусов достаточно разжечь каминную печь и добавить 10 кВт тепловой мощности в систему с тепловым топливным котлом.
Устройство теплообменника для печи своими руками
Традиционно для отопления частных домов используются печи. Однако в силу конструкционных особенностей или увеличения площади помещения их мощности бывает недостаточно для эффективного обогрева всего строения. В таком случае приходится искать пути для повышения теплоотдачи при тех же затратах. При желании можно сделать теплообменник для печи своими руками. Это значительно повысит уровень теплоотдачи.
Выбираем материал
Змеевик традиционно изготавливается из трубы, протяженность и диаметр которой определяются желаемым уровнем теплоотдачи. Эффективность работы конструкции будет зависеть от теплопроводности используемого материала. Чаще всего используются трубы:
- медные с коэффициентом теплопроводности 380;
- стальные с коэффициентом теплопроводности 50;
- металлопластиковые с коэффициентом теплопроводности 0,3.
Медный или металлопластиковый?
При одинаковом уровне теплоотдачи и равных поперечных размерах длина металлопластиковых труб будет в 11, а стальных в 7 раз больше, чем медных.
Именно поэтому для изготовления змеевика лучше всего использовать отожженную медную трубу.
Такой материал отличается достаточной пластичностью, а потому ему легко можно будет придать желаемую форму, например, путем гибки. К медной трубе легко подсоединяется резьбой фитинг.
Ищем подручные средства
Учитывая высокую стоимость материалов, будет уместно рассмотреть возможность использования уже отслуживших свое изделий, но еще не выработавших полностью ресурс. Это не только снизит затраты на изготовление теплообменника, но сократит время на выполнение монтажных работ. Как правило, предпочтение отдается:
- любым радиаторам отопления, не имеющим течи;
- полотенцесушителям;
- радиаторам от автомобилей и другим похожим по конструкции изделиям;
- проточным водонагревателям.
Конструктивные особенности
Чаще всего в качестве теплообменника выступает металлический бак емкостью до 5 литров с вмонтированными патрубками. Непосредственный контакт с огнем отсутствует. Прибор позволяет нагреть холодную воду, которая затем поступает в радиаторы или съемный бак большей емкости, расположенный в этой же или соседней комнате.
В результате, протапливая печь в одной комнате, можно будет обогреть и другую. По своему конструктивному исполнению теплообменник для печи может быть внешним и внутренним.
Внешний
Такой тип очень напоминает резервуар, заполняемый теплоносителем. Внутри емкости располагается часть трубы, используемая для отвода продуктов горения. По своему конструктивному исполнению внешний теплообменник более сложный, чем внутренний, так как предъявляет повышенные требования к выполнению сварочных работ.
Однако его техническое обслуживание осуществлять намного проще. При необходимости резервуар может быть демонтирован с целью удаления накипи или устранения протечки.
Внутренний
Монтируется над топкой прямо внутри печи. Отличается простотой монтажа, но при необходимости проведения технического обслуживания могут возникнуть определенные трудности. Особенно если печь выложена из кирпича.
Чтобы этого избежать, в момент разработки конструкции стоит позаботиться о ремонтопригодности будущего теплообменника.
Выбираем конструкцию прибора
Выбирая подходящий теплообменник для печи, стоит стремиться к тому, чтобы общая площадь поверхности готового изделия была наибольшей. Это позволит обеспечить наиболее эффективный обогрев помещения.
Змеевик
Наибольшее распространение получили регистры (змеевики). Такие теплообменники варят из гладкостенных труб диаметром 40 – 50 мм. Внешне они напоминают решетку характерной Г-образной формы. Для их изготовления можно использовать не только круглые, но и профильные трубы с близкой площадью поперечного сечения.
Обратку и выход горячей воды можно располагать как с одной стороны регистра, так и с разных.
Вариант выхода определяется конструктивными особенностями самой печи и схемой разводки труб в системе отопления.
Следующими по популярности можно назвать прямоугольные или цилиндрические баки, внутри которых располагается труба или змеевик. Длина такого теплообменника зависит от параметров топливника печи.
Теплообменник, устанавливаемый на дымоход, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри него проходит труба, диаметр которой равен диаметру дымохода. Патрубки привариваются снизу. Может использоваться как для обогрева помещения, так и для нагрева воды.
Такая конструкция требует особого внимания. Из-за быстрого остывания продуктов сгорания значительно снижается тяга в самом дымоходе. Это способствует замедлению горения топлива.
Установка изделия на отопительно-варочную печь требует особого внимания. Необходимо позаботиться о том, чтобы горячие газы проходили над его верхней полкой и входили в дымоход в передней части топливника.
В таком случае плита для приготовления пищи может располагаться прямо над теплообменником. Допустимо также изготовление регистра без верхней полки. Так называемая полка состоит из нижней и боковых частей, соединенных между собой трубами.
Правила конструирования
При проработке конструкции важно обеспечить соблюдение следующих условий:
- внутренние пустоты в теплообменнике должны быть больше 5 мм. При меньшей ширине возможно закипание воды;
- для избегания прогорания материала следует использовать трубы с толщиной стенок более 3 мм;
- необходимо обязательно предусмотреть зазор 10 – 15 мм между стенкой топки и теплообменником для компенсации расширения металла при нагреве.
Приступаем к монтажу
Последовательность выполнения работ зависит от конструктивных особенностей теплообменника.
Установка прибора с регистром
При монтаже в старую печь придется разобрать часть кладки. Последовательность выполнения работ выглядит следующим образом:
- Готовим фундамент для змеевика прямо в полости топки.
- Устанавливаем змеевик.
- Укладываем разобранный ряд кирпичей, оставляя места для входной и выходной части труб.
- Подключаем теплообменник к системе отопления.
До начала эксплуатации резервуар стоит в обязательном порядке проверить на герметичность. Убедиться в отсутствии протечек можно путем заполнения его водой, желательно, под давлением.
Монтаж устройства с емкостью
Наилучший вариант для печи или камина. Изготавливается из металлического бака и двух медных трубок. Объем бака, как правило, составляет около 20 литров. При отсутствии готового изделия резервуар достаточного объема изготавливается своими руками путем сваривания листовой стали.
Для изготовления теплообменника следует использовать материал толще 2,5 мм. Сварку стоит производить таким образом, чтобы толщина формируемого шва была минимальной.
Резервуар необходимо установить на 1 метр выше уровня пола, но не дальше 3 метров от печи. В баке проделываются два отверстия: одно около дна, второе – в наивысшей точке с противоположной стороны. Эффективность теплоотдачи зависит от расположения магистралей.
Необходимо стремиться к тому, чтобы минимальное отклонение нижнего отвода в направлении пола составляло 2 градуса. Верхний должен быть подключен под углом 20 градусов в противоположном направлении.
Производится монтаж сливного крана в накопительный бак. Предусматривается еще один кран, предназначенный для слива всей системы, который устанавливается в самой нижней точке. После проверки герметичности система готова к эксплуатации. Эффективность такой печи с теплообменником можно будет по достоинству оценить в холодное время года.
О чем следует помнить?
При естественной циркуляции теплоносителя располагать теплообменник над печью следует на расстоянии 1,5 – 2,5 м. Из-за постоянного изменения геометрических параметров, трубы к стене нельзя крепить достаточно плотно. Стоит обязательно предусмотреть небольшой зазор.
Важно помнить, что если печь используется не только для обогрева дома, но и для нагрева воды, на теплообменник должно уходить максимум 10 % от общего количества выработанного тепла. При использовании для отопления конструкции с расширительным баком, объем последнего следует выбирать таким образом, чтобы находящаяся в нем вода смогла нагреться до требуемой температуры за два часа.
Трубы для обратки должны иметь меньший диаметр, чем трубы для подачи теплоносителя. Материал, предназначенный для уплотнения резьбовых соединений, выбирается с достаточным уровнем жаростойкости.
Если дом не предназначен для постоянно проживания, а используется лишь время от времени, то от водяного отопления лучше отказаться. Желательно вместо воды заливать специальный антифриз, если планируется протапливание печи с теплообменником в холодное время года. Это позволит избежать разрыва труб. Помните, что добавление теплоносителя при полном нагреве печи недопустимо.
Как сделать теплообменник для печи на дровах своими руками?
Обычно печь передаёт жар от сгорающего топлива, непосредственно нагревая кирпичи. Метод простой и надежный. Но мало эффективный, поскольку такая печь может обогреть небольшую площадь. Да и само тепло попусту «вылетает в трубу» — в буквальном смысле. Теплообменник для дровяной печи повышает площадь отапливаемых помещений. Такая конструкция позволяет получить горячую воду дополнительно к теплу.
- Принцип работы
- Функции
- Виды
- Материал изготовления
- Как правильно выбрать?
- Изготовление теплообменника своими руками
- Расходные материалы
- Алгоритм сборки
- Как установить?
Принцип работы
Теплообменник для кирпичной печи относится к приборам непрямого нагрева воды. Принцип его работы — жидкость циркулирует в замкнутом пространстве устройства, в результате естественной конвенции. Под воздействием тепла, вода нагревается.
Более горячие слои поднимаются наверх, их место занимают холодные слои. Перемешивание воды под воздействием тепла называется циркуляцией. Нагревшаяся вода или любой другой жидкий теплоноситель, поднявшись, отдаёт тепло воде. Сама печь не является теплообменником, поскольку создает тепло.
Функции
- Чаще всего используются теплообменники для получения второго нагревающего контура. Без него топливо сгорая, нагревает стенки топки. Взаимодействуя с воздухом, нагретые кирпичи отдают тепло. Но оно по газоходу улетает.
- С помощью теплообменника в кирпичной печи, горячий воздух отдает излишки тепла циркулирующей жидкости. Позволяет повысить экономичность, получая на выходе двойной коэффициент на одну топливную единицу.
- Используется теплообменники в печах для бани, гаража, дома. В каждом перечисленном варианте у теплообменника своя функция — нагрев воды для душа, нагрев теплоносителя для отопления и тому подобное. Различные конструкции повышают области применения.
к содержанию ↑
Виды теплообменников разделяются по конструкции, месту расположения и по материалу изготовления. Для каждого конкретного случая можно подобрать совокупность этих видов.
Совмещая конструкцию и материал, правильно разместив — можно неплохо поднять КПД кирпичной печи. Стоит рассмотреть — как сделать теплообменник для печи без лишних затрат. Разбирая виды существующих конструкций можно подобрать самый оптимальный теплообменник для той или иной планировки.
- Змеевик. Создается из трубы, свёрнутую в виде спирали, длинной несколько метров. Такой водяной теплообменник для печи, устанавливается в ёмкость с жидким теплоносителем. Концы трубы развальцовывают в стенки, позволяя теплоносителю циркулировать внутри, попутно нагревая воду в баке. При правильно рассчитанной длине змеевика, материала его изготовления, количества колец можно ускорить нагрев воды. Так же часть змеевика, остающаяся на воздухе, увеличивает скорость прогрева помещения.
- Теплообменник с емкостью. Бак и труба теплообменника для печи, проведена непосредственно вблизи топочного отделения. Нужно строго соблюсти градус наклонов подводимых труб, для достижения естественной циркуляции. В некоторых случаях приходится ставить электрический насос для этих целей. В этом решении есть свои плюсы — вода нагревается непосредственно пропускаясь через трубу, огибающую топку. Такое решение повышает скорость нагрева. Обычно используется для отопительного контура.
- Трубная доска. Состоит из двух полностью герметичных ёмкостей и большого количества мелких труб. Основные трубы-ёмкости, расположены на разных частях, около топочного пространства и связаны трубами. В местах соединения происходит теплообмен. Такая конструкция используется в отоплении большого пространства, вплоть до многоэтажек. Эксплуатация такого теплообменника усложнена, поскольку приходится соблюдать меры предосторожности. Здесь важен химический состав воды, из-за образования накипи возможны прорывы стенок.
- Водяная рубашка. Этот теплообменник сложнее всего создать своими руками. Его конструкция — два герметичных резервуара, расположены один в другом. Эффективна и проста в эксплуатации — теплообменник для печи из трубы. Позволяет быстро проистекать теплообмену, но сложна в изготовлении — требует профессиональных навыков.
к содержанию ↑
Материал изготовления
- Медь. За счёт своей пластичности, медь наиболее оптимальна при изготовлении теплообменника. Медная трубка проста для изгибания, придания любой формы.У неё высокий коэффициент теплопроводности — более 380. Но медь так же недостаточно жаропрочный материал и дорого стоит.
- Нержавейка. Тоже достаточно пластичный и отзывчивый материал. Хотя имеет более низкий коэффициент теплопроводности. Зато устойчив к перепаду температур. Из него можно сварить любой вариант конфигурации. ВАЖНО: Нельзя использовать оцинкованную сталь, при нагревании она выделяет в воздух ядовитые соединения цинка.
- Металлопластик. Легкодоступный практичный материла. Легко можно найти, но у него низкий коэффициент теплопроводности! Практически на два порядка ниже, чем у меди. Зато этот материал долговечный, устойчивый к температурным перепадам.
к содержанию ↑
Как правильно выбрать?
При выборе основополагающую роль играет цена на теплообменник для печи. От выбора материала зависит конструктивное решение. Второй по важности аспект — возможность изготовления.
И окончательно завершает выбор, место, где печь будет стоять. Учитывать надо что именно требуется достичь. Нужна отопительно-варочная печь или обогрев гаража, будет ли это каменка для бани или печка для отопления деревенского дома. Для каждого варианта есть свои особенности и тонкости.
Что лучше в разных вариантах:
- Для бани — нуждается в комплексном варианте. Первоочередная задача — нагрев воды и двух помещений. Предбанник и парилка, плюс возможно душ. Здесь лучше использовать змеевик для печного отопления и нагрева воды. Так же дополнительный нагрев парилки улучшает качество пара в русской бане. Читайте также: Теплообменник для банной печи своими руками.
- Для дома — учитывайте нужные функции. От этого зависит выбор конструкции. Чаще всего в деревенских домах стараются строить универсальные отопительно-варочные печи. Теплообменники сюда возможно установить широко используемые, которые просты в изготовлении и решают не менее трёх задач — отопление, приготовление еды, подогрев воды. Распространенный вариант использования теплообменник в кирпичную печь для отопления, с ёмкостью.
- Для гаража — тут выбор проще, ведь здесь нагрев воды не обязателен и важно только отопление. Такие условия упрощают выбор. Отлично подойдут самодельные горизонтальные теплообменники для печи отопления, сооружённые из подручных материалов — старые чугунные батареи, автомобильные радиаторы и тому подобное.
к содержанию ↑
Изготовление теплообменника своими руками
Не всегда есть возможность купить готовый проект печи с теплообменником. Так же не все могут сами работать сваркой. Но соорудить теплообменник в печь для отопления своими руками, не такая тяжелая задача. Применив алюминий или медь можно избежать сварочных работ. При хорошей подготовке, правильном расчёте это возможно и не обременительно. Вдобавок экономит семейный бюджет.
Расходные материалы
Выбрав место и размер, стоит обдумать из чего проще соорудить теплообменник. Можно использовать как перечисленные выше материалы, так и чугунные радиаторы отопления, автомобильные радиаторы и тому подобное. Главное правильно учитывать тепло проводимость. Точно продумать какой инструмент понадобится и подготовить его заранее. Все эти мелочи облегчат установку.
Алгоритм сборки
Начинать надо с проекта — продумывая мелочи и подбирая варианты. Исходить стоит из размера — если печь слабая, то несоразмерно большой теплообменник только навредит. Если вы используете в качестве трубы для змеевика медь, то длина не должна превышать трёх метров.
Самый простой вариант изготовления — змеевик. Для него потребуется медная труба, длинной от 2 м до 3 м.
Для закручивания трубы в спираль нужен шаблон. Это любая подсобная деталь цилиндрической формы. Диаметр шаблона должен вписываться в топочный размер.
Подготовив материалы приступаем:
- Изгибая трубу, наматываем её на заготовленную болванку для получения спирали;
- Соблюдаем размеры, в которые надо змеевик поместить;
Средний показатель расчётной мощности теплообменника, равен 1кВт на 10 метров площади.
Если вас не устраивает такой тип теплообменника, можно изготовить другой тип, например сварив стальные трубы. Выглядит это примерно так:
Примеры чертежей, по которым проводить работы:
к содержанию ↑
Как установить?
Установить теплообменник в печь удобно во время кладки новой печи. Это позволит капитально смонтировать его, соблюдая все зазоры и размеры. При такой установке легче соблюсти правильный размер. Смонтировав теплообменник на фундамент печи, обложить его кирпичом легче, чем разбирая готовую печь, пытаться приспособить его на место. Но это тоже возможно.
Есть также важные моменты и требования, которые стоит соблюдать для увеличения сроков эксплуатации:
- не стоит фиксировать трубы конструкций металлическими крепежами;
- не стоит заливать ледяную воду, для избежания появления конденсата;
- соблюдать пропорции между печью и теплообменником, избегая большой разницы;
- использовать уплотнительные материалы с высокой жаропрочностью;
- соблюдать полностью все меры противопожарной безопасности;
Нехитрые правила помогут избежать опасных ситуаций, помогут продлить срок службы печи. Не забывайте так же о пожарной безопасности.
Примеры установки на фото:
Отопительная печь с теплообменником своими руками — не так всё сложно, как кажется
Расход тепла должен осуществляться рационально, поскольку слишком большие потери этого ресурса могут обойтись слишком дорого. Для сохранения тепла используется большое количество методов и приспособлений, самым простым и популярным из которых является печь с теплообменником своими руками. Отопительные печи с теплообменником считаются гораздо более эффективными, чем без их использования.
Что такое теплообменник: устройство и принцип действия
Теплообменником называют устройство, которое способно принимать и отдавать тепло, при этом не имея способности аккумулировать тепло самостоятельно (прочитайте также: «Аккумулятор тепла своими руками»). Например, отопительная печка теплообменником не является, поскольку она создает тепло, а вот жидкость, используемая в отопительных системах, будет считаться теплообменником, поскольку она несет тепло по трубам и охлаждается в процессе передачи тепловой энергии.
Эффективность теплообменника – это его главный показатель, который характеризует способность передавать и сохранять тепло.
Существует несколько принципов, которые в значительной степени влияют на рабочие свойства теплообменника:
- при большей разнице температур количество переданной энергии будет повышаться;
- при повышении площади соприкосновения с теплообменником энергия будет передаваться намного быстрее;
- при высокой теплопроводности материала, использованного для изготовления теплообменника, эффективность его работы будет гораздо выше, чем у аналога с низкой теплопроводностью.
Таким образом, если говорить об отопительных системах, то любая труба, в которой течет жидкость, имеющая температуру, которая отличается от температуры окружающей среды, будет являться теплообменником. Именно поэтому подобные системы используются для отопления: такое сочетание позволяет в разы повысить эффективность отопления и обеспечить домовладельцев не только теплом, но и горячей водой.
Как сделать теплообменник для печи
Изготовление теплообменника не является самым сложным техническим процессом. Самая простая схема теплообменника имеет название «змейка». Для изготовления подобной конструкции необходимо взять обычную трубу, свернутую спиралью, и поместить ее, например, в бочку, оставив концы трубы снаружи. Конечно, такое отопление будет в значительной степени зависеть от теплопроводности используемого материала.
Спиральная форма позволяет обеспечить максимальную площадь соприкосновения. Такой самодельный теплообменник для печи является самым простым и неэффективным, поэтому стоит рассмотреть и другие виды теплообменников.
Высокой популярностью пользуется также теплообменник под названием «водяная рубашка». Эта конструкция предусматривает наличие двух емкостей, одна из которых находится внутри другой. Создание данной конструкции своими руками без специального оборудования и опыта невозможно. Читайте также: «Камин на биотопливе — устройство биокаминов на примерах».
Эксплуатация теплообменника
Чтобы обеспечить теплообменнику долгую и полезную жизнь, его необходимо правильно использовать.
Для этого достаточно выполнять несколько простых правил:
- трубы теплообменника нельзя устанавливать на закрытом креплении, поскольку при нагреве материал будет расширяться, а если у него не будет для этого свободного пространства, то разрушения не избежать;
- при невысокой мощности печки стоит делать теплообменник своими руками поменьше, поскольку большое устройство будет перетягивать всю энергию на себя;
- если кирпичная печь с установленным в ней теплообменником уже прогрета, то доливать в нее воду нельзя;
- для уплотнения соединения теплообменника с трубами необходимо использовать устойчивые к высоким температурам материалы.
Выполнение этих правил позволит значительно увеличить длительность службы отопительных приборов и существенно повысить безопасность их эксплуатации.
Печь с теплообменником своими руками
Если нужно обогреть всего две комнаты, и при этом предпочтение отдается живому огню, то каминная печка с теплообменником будет лучшим вариантом из всех возможных. Кроме того, существует еще такой отопительный прибор, как печь с воздушным теплообменником, но ее устройство отличается от печей-каминов.
В качестве нагревающего элемента используется непосредственно печь-камин или котел, к которым подключены трубы. В трубопроводе обычно находится дистиллированная вода, но в холодное время стоит менять ее на антифриз или хотя бы разбавлять. Жидкость может циркулировать как естественно, так и под воздействием насоса.
Таким образом, нагретая вода начинает двигаться по дому при помощи трубопровода. Дальше вода демонстрирует свои качества теплообменника, отдавая тепло помещениям. Таким образом, при том же расходе топлива будет отапливаться гораздо большая площадь – и все благодаря тому, что установлен теплообменник в печь для отопления.
Классификация печей-каминов
На современном рынке представлено огромное количество самых разных моделей печей-каминов. Все эти конструкции – это печи со встроенным теплообменником, поэтому для выбора подходящего варианта используются другие параметры, например, тип используемого топлива или номинальная мощность.
Самые популярные печи-камины:
- Печи-камины «Викинг». Одни из наиболее эффективных типов печей. Обладают потрясающей скоростью прогрева помещения, вне зависимости от его габаритов. В качестве топлива используются дрова или бурый уголь. Единственный недостаток: «Викинги» отказываются работать с каменным углем.
- Печи-камины на пеллетах. Как следует из названия, эти печи «питаются» не привычными дровами или углем, а пеллетами. Пеллет – это вид топлива, который отличается экологической чистотой и выпускается в гранулах. Изготавливается из отходов деревообрабатывающей промышленности методом прессовки. Такое топливо не представляет никакой опасности для окружающей среды и обходится очень дешево, чем и обуславливается его высокая популярность. Кроме того, пеллеты не будут чадить в доме, поэтому к их плюсам можно отнести и повышенный комфорт.
- Печи-камины «Кедди». Конструкция шведского происхождения, выпускается в двух вариантах: угловом и пристенном. Печки обладают рядом преимуществ по сравнению с аналогами: во-первых, их дизайн значительно превосходит другие конструкции. Во-вторых, «Кедди» обладают небольшим весом, поэтому им не нужен фундамент, да и процесс установки будет значительно упрощен. Подключение к дымоходу и система каналов тоже довольно просты, потому-то эти системы так популярны.
- Варочная печь с камином. Основной отличительной особенностью этих конструкций является функциональность. Такие печки отлично подходят для готовки, греют дом и при этом приятно выглядят. Свою популярность эти комбинированные печки заслужили именно за эти качества, которые позволяют реализовать широкий круг задач и при этом мысленно вернуться в прошлое, когда открытый огонь был основным способом готовки и обогрева.
- Печи-камины «Байкал». Этот вариант чаще всего используется в загородных домах. Данная модель крайне эффективна, а при необходимости более точного выбора можно рассмотреть весь модельный ряд. Используемое топливо – дрова. Основная характеристика таких печей – невероятно долгая сохранность тепла даже при давно потухшем огне.
В данной статье были рассмотрены виды теплообменников и их классификация. Теперь изготовить теплообменник для печи своими руками не будет составлять особых проблем. Для большей наглядности можно обратить внимание на фото, где показаны теплообменники и особенности их производства. Читайте также: «Промывка пластинчатого теплообменника своими руками».
К тому же, как оказалось, изготовление теплообменника своими руками – это далеко не самая сложная задача. Гораздо сложнее подобрать действительно подходящую отопительную систему, которая будет выполнять все возложенные на нее функции.
Самодельная печь с теплообменником своими руками показана на видео:
Теплообменник в печь для отопления: варианты как сделать своими руками
Печи нужны для того, чтобы передавать окружающему пространству жар от топлива, которое поступает внутрь. Например – при непосредственном нагреве кирпичей и других материалов. Это простой и надёжный метод для получения тепла. Но теплообменники повышают площадь помещений, которые получают отопление. Дополнительно к теплу появляется возможность получения горячей воды. Стоит подробнее разобрать теплообменник в печи, что это – понять легко.
Виды теплообменников
Каждый владелец такого оборудования фактически создаёт свои разновидности теплообменников. Достаточно внести в базовую конструкцию небольшие изменения. Но есть общие и главные конструктивные особенности, характерные для всех аппаратов.
Внутренние
Способствуют относительно быстрому нагреву жидкости. Но всегда остаётся большой риск закипания. Такие конструкции вызывают и другие проблемы, связанные с заменой теплообменника, периодическим обслуживанием такой системы отопления.
Для замены таких деталей приходится разбирать всю печь целиком. Образуется накипь, а 1% уже хватает для уменьшения теплоотдачи внутри бани и других подобных помещений.
Внешние
Лишены недостатков, о которых говорилось ранее. Обычно их устанавливают в виде трубы или внутри неё. Температура остаётся не настолько высокой, чтобы образовывалось большое количество накипи. Единственный минус печных конструкций такого типа – уходит много времени, чтобы вода набрала нужную температуру.
Иногда теплообменники монтируют под камнями. Но тогда отпадает необходимость в самих камнях. Обустройство дымохода тоже должно учитывать такие нюансы.
Принцип работы
Это устройство непрямого нагрева воды. Главный принцип заключается в циркуляции жидкости внутри замкнутого пространства прибора. Процесс обеспечивается за счёт конвекции. Вода нагревается под воздействием повышенных температур.
Горячие слои воздуха идут наверх, их место занимают слои с пониженной температурой. Циркуляция – это процесс перемешивания воды под воздействием температуры окружающей среды. Также действует и любой другой теплоноситель. На последних этапах он отдаёт тепло. Сама печь только создаёт тепло, она не может выполнять функцию обменника.
Варианты
Объём самой печи и её мощность учитывают, выбирая подходящую разновидность теплообменника.
Главное – чтобы устройство отбирало не более 10% тепла. Важно обратить внимание и на то, как монтируются трубы, в том числе – на поверхность пола.
Для кирпичной печи
Можно выбрать в таком случае один из нескольких вариантов:
- Конструкция паук.
С симметричной двухсторонней конструкцией, различным количеством рёбер. Компактный прибор, отлично нагревающий стенки печки.
- Наиболее популярное решение при встраивании в топку – трубчатые теплообменники.
Важно. Они отличаются разными габаритами и формами, в том числе – самыми сложными. Монтируются по двум-трём сторонам либо по одной наружной. Для профилактического осмотра и ремонта при необходимости деталь легко вытащить наружу.
Для печи на дровах
В таких ситуациях допустимо использовать один из следующих материалов при изготовлении теплообменника:
- Листовая сталь.
- Трубы, согнутые в виде змеевика или подковы.
- Старый чугунный радиатор.
- Полотенцесушитель.
В случае с листовой сталью для дров рекомендуется выбирать толщину от 2,5 миллиметров и больше. Обязательные этапы – раскрой, предварительное «прихватывание» деталей с помощью сварки. Бачки могут быть цилиндрическими либо прямоугольными.
От оцинкованной стали рекомендуют отказаться.
На банную печь
В таких печах популярностью пользуются следующие модели теплообменников в кирпичную печь:
Из медной или стальной трубы. Обычно имеют вид плоской, кольцевой змейки. Простой в изготовлении вариант с высокой эффективностью.
Основа – жаростойкая листовая сталь, выглядящая, как тарелка. Либо это может быть прямоугольный бачок, который тоже сохраняет воду тёплой надолго.
Сложная конструкция, со стальными трубами в основе. Свариваются как набор из нескольких регистров. Изделие похоже на паровозные котлы.
Основные преимущества
Главная положительная черта при правильном выборе – получение горячей воды в самые короткие сроки.
Главное – приобретать конструкции, способные поддерживать такой показатель на протяжении длительного времени. Тогда получится экономить на топливе и других дополнительных расходах.
Сооружение теплообменника своими руками
Первый шаг – разработка проекта, при создании которого просчитывают всё до мелочей. Один из главных факторов – размер. Слишком большой теплообменник в банную печь будет вредить, если сама печь по габаритам небольшая. Длина не должна быть больше трёх метров, если основной материал змеевика – медь. Тогда установить конструкцию проще.
Змеевик и есть самый простой вариант. Для него достаточно обычной медной трубы с длиной от 2 до 3 метров.
Скорость нагрева определяется длиной трубы, количеством витков. Но размер печи и топки всё равно надо учитывать. Из-за перекосов по габаритам конструкция служит меньше.
Обратите внимание. Специальные шаблоны создают для закручивания труб в спираль. Допустимо применять любые доступные детали цилиндрической формы. Диаметр шаблона тоже должен соотноситься с размерами.
Трубу изгибают и наматывают её на основу для получения спирали. Главное – соблюдать точные параметры. Можно сваривать трубы друг с другом, когда собирают теплообменник для печки.
Рекомендации по эксплуатации
Не будет лишним изучить общие правила безопасной эксплуатации:
- Для уплотнения используют только материалы, способные выдержать высокую температуру.
- Нежелательно наливать воду внутрь печки с теплообменником, когда она уже разогрелась до определённой температуры.
- Выносной бак подбирают так, чтобы вода была готова в максимально короткие сроки. Главное – чтобы теплообменная жидкость не закипала.
- Важно проследить, чтобы мощность теплообменника для печи не влияла негативно на эффективность работы печи.
- Крепление труб на неподвижные соединения запрещено. Иначе происходит расширение, изменение линейных размеров. И не получится сконструировать эффективный теплообменник для кирпичной печи.
Естественный теплообмен обустраивают так, чтобы холодная вода стекала вниз, а горячая таким же образом поднималась наружу.
Рекомендации пользователей
Рекомендуют монтировать теплообменник ещё во время кладки новой печи. В противном случае объём топливника надо уменьшить. Общую обкладку кирпичом выполняют только после того, как устройство смонтировано. Между частями печи обязательно оставляют зазор.
Качественный металл толщиной минимум 2,5-5 миллиметров – оптимальный выбор для создания теплообменников на банную печь собственными руками. Теплоносителями могут быть в равной степени вода и антифриз.
Эффективность работы печи выше, если использовать теплообменник. Тогда проще обеспечить равномерный прогрев всех помещений, вне зависимости от расстояния до источника энергии.
Водяной теплообменник для кирпичной печи. Изготовление, замуровывание в кладку
Моё отопление в деревенском доме – кирпичная теплоемкая дровяная печь. Это дёшево, многофункционально, экологично (дровишки — один из немногих восполнимых энергоресурсов, что приятно). Печь отопительно-варочная, со встроенной духовкой и камином сзади. Отопительная печь имеет более высокий КПД — лучше сжигает дровишки и использует тепло, но комбинированная с варочным настилом позволяет при топке (обычно, два раза в сутки, утром, вечером) еще и готовить. Это очень удобно, и здорово экономит баллонный газ (дорого и далеко тащить). Словом, всем хорошо, но и так невеликих размеров плита — чугунный варочный настил с конфорками, наполовину занят баком с водой.
Тяжелый (более 50 л воды плюс сама железка) бак, кроме прочего, опирается на не самую прочную часть заделки плиты и предположительно, способствует ее деформации и разрушению. Словом, не место ему там, хотя горячая вода нужна.
Родилось логичное, хотя и несколько хлопотное решение – изготовить и замуровать в печь небольшой металлический теплообменник и соединить его трубами со стоящим на крышке печи баком. Это мощная кирпичная кладка и вес бака для нее – тьфу! И не заметен вовсе. Освободится для готовки плита, никто не будет ее раскаленную корежить своим весом, да и вообще, железный ящик уберется из полезного рабочего пространства. Единственный момент – ведром наливать холодную воду, в бак под потолком, как прежде уже не выйдет. Для этого будет применен небольшой электрический насосик.
Теплообменник сварен из прямоугольной «черной» стальной трубы 40х20 мм. Некогда, такую конструкцию сделал для предполагаемой банной печи, но проект изменился и железка валялась без дела. Ждала своего часа. Здесь она использована как заготовка. Полуфабрикат.
В печи подобрано подходящее для теплообменника место. Здесь, стоит сказать, что частый случай размещения водяных теплообменников непосредственно в топке печи – грубая ошибка. Собственно, понятно – хочется, чтобы грело погорячее, вот и сунуть его прямо в огонь. Практика, однако, говорит иное. Наиболее выгоден в кирпичной печи высокотемпературный режим горения. При этом максимально догорает органика, дальше по ходу топочных газов выгорает сажа, её в принципе образуется значительно меньше. Такой режим горения принимается при проектировании печи и учитывается в конструкции. Это и небольшая утепленная топка для быстрого нагрева, и огнеупорная футеровка и некоторые другие особенности. Понятно, что размещение теплообменников, интенсивно отбирающих тепло прямо в топке, не дает развиться высоким температурам и со значительным КПД сжигать топливо. Отсюда и засаживание печи, и характерный неприятный запах в помещении, и большой расход дровишек.
Разумно размещать теплообменник за топкой, в специально спроектированных полостях или даже каналах конвекционной системы уже существующей печи. Очень удобны в этом смысле колпаковые печи. Моя имеет два яруса таких полостей-колпаков и один из них на первом этаже подошел чудо как хорошо. Расположена полость над и сзади топки, раскаленные топочные газы выпускаются в нее через щель. Выходные патрубки теплообменника при этом удобно расположены в помещении, соединение с внешним баком будет максимально коротким.
Что понадобилось для работы.
Для работы с железками — набор слесарного инструмента, набор инструментов для сварочных работ, расходные и вспомогательные материалы, средства защиты.
Для работ кирпичных – инструмент для резки кирпича, емкости, сита, материалы, инструменты для приготовления кладочного раствора; емкость для вымачивания кирпича, сопутствующие мелочи.От имеющегося теплообменника отрезана часть. Коротенькие коллекторы с двумя параллельными ветвями. Размеры его преотлично подходили для выбранного для установки места в печи.
Колпаки в печи плоские, шириной в полкирпича. Ширина моего теплообменника как раз позволяет хорошо расположить его внутри, не опираясь и не прикасаясь к внутренним стенкам. При этом топочные газы будут омывать железку со всех сторон, отдавая тепло.
Входные патрубки теплообменника из отрезков стандартной водопроводной трубы ¾ дюйма, на их концах приварены коротенькие части с резьбой (продаются). Выводы теплообменника – вбок.
Итак, отрезанную заготовку заглушил. Подобрал две пластинки – обрезки полосы, приварил, обрезал лишнее.
В соответствующих местах железку зачистил и разметил места для входных патрубков. Отверстия большого диаметра сделал хрестоматийно – накернил и просверлил изнутри по кругу ряд некрупных отверстий, удалил перемычки, волшебным напильником довел отверстие до желаемой формы.
Патрубки применил уже готовые, с приваренной резьбой, от старого большого теплообменника-донора. Отрезал, уточнил длину, подогнал торцы. Последнее — для некоторой разогнутости патрубков вверх и вниз при штатной установке в печи. Это позволит всплывать пузырям воздуха через верхний и полностью сливаться воде через нижний.
Основная часть теплообменника готова. Для проверки на герметичность заглушил один из патрубков стандартной заглушкой с лентой ФУМ и погрузив железку в корыто с водой щеками надул воздух. Пара обнаруженных некрупных свищей разделана и заварена.
Теплообменник держится на замурованных в кладку патрубках. Дополнительные пластины-упоры позволяют точно и надежно зафиксировать железку в выбранном положении.
Первая внутренняя пластина-упор может быть неказистой и упрощенной. Здесь, применил нетонкие пластины – куски стандартной полосы с выпиленными болгаркой посадочными местами для патрубков.
Выбор положения внутренней пластины на патрубке теплообменника, где: 1 – ширина колпака печи; 2 – отступ железки от внутренней стенки печи.
Выбором положения внутренней пластины-упора определяется положение теплообменника в полости колпака. Оно выбрано так, чтобы железка располагалась примерно в середине колпака, нигде не соприкасаясь с внутренними стенками. При этом максимально задействована полезная площадь теплообменника, газы омывают железку равномерно.
Для правильного и одинакового положения пластин на неровных (разогнутых вверх-вниз) патрубках, на время их монтажа соорудил простейшую оснастку.
Пластины наружные должны выглядеть культурно, половинками не отделаешься. Для них подобрал обрезки нетолстой листовой стали
1 мм толщиной. Вырезал квадратики, разметил центр и внутреннее отверстие. Его оказалось очень удобно, аккуратно и быстро выпилить ювелирным лобзиком.
Для монтажа внешней пластины использовал обломок кирпича – имитация стенки печи.
Внешние части теплообменника не поленился зачистить, обезжирить и покрасить – два слоя некоей термостойкой эмали для радиаторов.
Монтаж готового теплообменника в печи.
Место установки выбрано заранее, сейчас только уточнил положение по месту и отметил кирпичи подлежащие удалению.
При нормальной толщине шва (
5 мм) и отсутствии металлического армирования, работа хоть и не самая приятная, но особенных трудностей не вызывает. Ускоряет и облегчает процесс, смачивание глиняно-песчаного кладочного раствора водой. Из пулевизатора. Действовал так. Швы вокруг кирпичей попшикал не допуская потёков, подождал пока вода впитается, еще разок и еще. Влажную кладочную смесь выскреб плоской железкой, снова смочил. В качестве инструмента – кусок станочной пилы по металлу со сточенными зубьями. Работает долго и без видимых изменений. Инструменты вроде шпателя-ножа-отвертки моментально стачиваются до неузнаваемости.
Любые железки замуровываем в печную кладку, учитывая их большее, нежели у кирпичей тепловое расширение – через упругую огнеупорную прокладку. Здесь, это несколько слоев накрученного на патрубки асбестового шнура вымоченного в жидкой глине.
Свежая печная кладка отмыта и высушена частыми протопками некрупными палочками.
Теплообменники для печей с водяным контуром своими руками
Для того, чтобы печь могла использоваться, как источник тепла для системы водяного отопления дома, в ней должен быть обязательно установлен теплообменник, в котором циркулирует жидкий теплоноситель, чаще всего вода. Его еще называют печной котел или регистр. В этой статье мы рассмотрим, как изготовить такой теплообменник для печи своими руками и каким он может быть, в зависимости от вида самой печи и материала, используемого для его изготовления.Из чего можно изготовить печной теплообменник
Для того, чтобы изготовить теплообменник для печи своими руками можно использовать листовую «черную» сталь толщиной 3-5 мм или стальные трубы (круглые или профильные) с такой же толщиной стенок и диаметром 30-50 мм. Как вариант, для этой цели может использоваться лист или трубы из нержавеющей стали или меди. Но, из-за высокой их стоимости, эти материалы при самостоятельном изготовлении печных котлов используются крайне редко.
Из листового металла такие регистры изготовить проще. Их легче чистить при эксплуатации. Но, как правило, они имеют меньшую площадь контакта с пламенем или горячими газами, так как в своем большинстве своем они являются сплошными и в теплообмене участвует только внутренняя их поверхность, обращенная к пламени.
Печные котлы из труб, при тех же габаритных размерах, как правило, имеют большую теплообменную площадь (хотя это зависит еще и от количества и от диаметра труб), так как позволяют пламени или горячим газам контактировать, практически, со всей их поверхностью. Но они более сложны в изготовлении. Особенно это касается конструкций, состоящих полностью из труб круглого сечения.Если для изготовления теплообменника для печи с водяным контуром используются трубы, то лучше всего, если они будут бесшовными (цельнотянутыми). Если же используются шовные трубы, то швы придется дополнительно укреплять сварным швом и располагать с наружной стороны регистра (со стороны кирпичной кладки).
Очень часто при изготовлении печных котлов трубы и листовое железо комбинируют. Делается это для того, чтобы использовать их положительные качества: чтобы и изготавливать было проще, и теплообменная площадь была достаточной.
Каких видов могут быть самодельные печные теплообменники
Кроме, рассмотренных выше, конструкционных различий печных котлов, зависящих от выбранного материала для их изготовления, их конструкции могут отличаться и в зависимости от вида печи, для которой они собственно и предназначены. Такие печи могут быть отопительными или отопительно-варочными.
Конструкция теплообменника для отопительно-варочной печи отличается тем, что в верхней его части есть открытое пространство для доступа пламени к варочной плите. В регистрах же для отопительных печей верхняя часть, как правило, закрыта сплошным листом или рядами труб.
Форма и размеры печных котлов подбираются в соответствии с размерами и формой того места, где их предполагается установить (чаще всего это топливник печи), а также в зависимости от его необходимой тепловой мощности.
Конструкции котлов для отопительных печей с водяным контуром
Здесь мы рассмотрим три наиболее распространенные конструкции, выполненные отдельно из листового металла и труб, а также их комбинирования.
Вариант 1.
Теплообменник представляет собой сплошную П-образную конструкцию, сваренную из листового металла, предназначенную для расположения в топливнике отопительной печи. Теплообменной поверхностью являются его внутренние стенки.
Теплообменник из листового металла для отопительной печи
Вариант 2.
Печной котел из труб. Холодная вода из системы подается через «обратку» в нижнюю U-образную трубу основания теплообменника (диаметром 40-50 мм и с толщиной стенки 3-4 мм), постепенно нагреваясь, она по Г-образным вертикальным трубам (такого же сечения, как и U-образное основание или меньше) поднимается вверх и попадает в верхнюю трубу-коллектор, а из нее, уже нагретой, в систему отопления дома. Такой регистр является более эффективным, чем изготовленный из листовой стали, но и более сложным в изготовлении, так как придется делать множество стыков труб между собой и сваривать их.
Печной регистр для отопительной печи из труб
Вариант 3.
Боковые поверхности этого регистра изготавливаются из листового металла толщиной 3-5 мм и представляют собой сплошные панели толщиной 40-45 мм, а верхней части они соединены между собой рядом горизонтальных труб диаметром 40-50 мм.
Использование труб вместо сплошной поверхности (как в варианте 1) позволяет увеличить площадь соприкосновения с нагревающей средой, а использование листового металла для боковых панелей, упрощает процесс изготовления, что немаловажно если вы решите его сделать своими руками.
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.
Вариант 1.
Теплообменник для отопительно-варочной печи или кухонной плиты в виде двух сплошных боковых панелей из листового металла («книжка»), соединенных между собой.
Теплообменник для отопительно-варочной печи
Вариант 2.
Печной котел из труб круглого и прямоугольного сечения: круглые (диаметром 40-50х4 мм) расположены горизонтально и соединены в конструкцию с помощью прямоугольных 50-60х40х4 мм. Такая комбинация разных видов труб облегчает изготовление котла. Размеры а, б, в и г рассчитываются, в зависимости от размеров топливника и необходимой мощности регистра.
Теплообменник для отопительно-варочной печи из круглых и профильных труб
Вариант 3.
Теплообменный регистр только из круглых труб. Представляет собой два горизонтальных контура, соединенных вертикальными трубами. Холодная вода из системы подается в нижний контур, а нагретая с верхнего контура подается обратно в систему отопления.
Регистр для отопительно-варочной печи из труб
Как подобрать или рассчитать размеры печного котла
После того, как вы выбрали вид теплообменника, необходимо определиться с его размерами. С одной стороны его габариты должны соответствовать размеру места, куда он будет установлен.
Чаще всего теплообменники помещают в топливник печи, но иногда в дымовых каналах или камере бесканальной печи. При этом необходимо учесть, что между кирпичной кладкой и регистром должен быть зазор 0,5-1 см, учитывающий тепловое расширение металла.
Кроме этого, необходимо знать требуемую мощность печного теплообменника. Как ее определить?
Она зависит от тепловой мощности системы водяного отопления, необходимой для обогрева дома, которая в свою очередь зависит от теплоизоляционных свойств его наружных конструкций и максимальной отрицательной температуры наружного воздуха зимой. Упрощенно можно ориентироваться на средний показатель: 10-12 кВт на 100 м 2 площади дома.
Как же вычислить необходимую площадь печного котла, для обеспечения такой тепловой мощности? В среднем, принято считать, что для обеспечения тепловой мощности 5-10 кВт необходимо около 1 м 2 теплообменной поверхности котла. Величина этого показателя зависит от температуры горячих газов, соприкасающихся с теплообменником и температур воды (теплоносителя) на его выходе и входе, что в свою очередь, в значительной степени зависит от режима топки и вида топлива.
Полную мощность теплообменника можно вычислить по формуле:
Q=SQуд,
где: Qуд – его удельная мощность, ккал/час;
S – его полезная площадь (соприкосновения с нагревающей средой), м 2 .Удельную мощность можно вычислить по формуле:
Qуд = k(T-t)S,
где: k=12 ккал/час на 1°С – коэффициент теплопередачи «газ-вода» через стальную поверхность;
Т = (Tмакс+Tмин)/2 – средняя температура нагревающей среды (пламя, газы), °С;
t = (tмакс+tмин)/2– средняя температура теплоносителя (вход+выход/2), °С.Если печь будет работать периодически (около 2 часов) на дровах, то средние температуры среды и теплоносителя будут максимум: 500 и 70°С соответственно и с 1 м 2 теплообменника в этом случае можно будет получить максимум 6 кВт тепловой мощности.
Если печь будет работать на угле и постоянно, то средние максимальные средние показатели среды и теплоносителя могут быть: 800 и 70 °С соответственно. В этом случае с 1 м 2 площади печного котла можно будет снять около 10 кВт.
Если известна общая требуемая тепловая мощность котла и режим топки (а значит и удельная его мощность), то вполне можно определить, какую полезную площадь поверхности он должен иметь:
S =Q/Qуд, м 2 .
В зависимости от того из какого материала будет изготавливаться теплообменник, можно подсчитать, сколько потребуется труб или листового металла, чтобы обеспечить такую площадь соприкосновения с нагревающей средой. При этом в расчет берется только та поверхность, которая будет непосредственно контактировать с горячими газами или пламенем.
Например, если печной котел будет изготавливаться сплошным (только из листового металла), то в расчет следует принимать только внутреннюю его поверхность. Если же он будет изготавливаться из труб, то практически вся их поверхность будет участвовать в теплообмене (их длина х диаметр х 3,14). При комбинировании разных материалов, необходимо будет вычислять площадь соприкосновения с нагревающей средой каждого элемента отдельно, а потом суммировать.
Если необходимо увеличить тепловую мощность котла при тех же габаритных размерах, можно в его конструкцию добавить дополнительные элементы (например, трубы). Если же его мощность получается слишком большой, то можно уменьшить его длину. Другими словами: в каждом конкретном случае необходимо делать расчет и корректировку размеров регистра, привязывая их к размерам и конструкции самой печи, а также мощности системы водяного отопления дома, которую придется обеспечивать тепловой энергией.
Изготовление своими руками
После того, как подобран вид печного котла, материал и сделан расчет размеров можно приступать к его изготовлению своими руками. При этом необходимо обратить внимание на качество сварочных работ. Оно должно быть на высоком уровне, так как данный агрегат будет эксплуатироваться в достаточно агрессивной среде, а для того чтобы выполнить его ремонт, скорее всего, придется разбирать печь или ее часть. Поэтому, если вы не уверены в своих способностях сварщика, то лучше эту работу поручить опытному специалисту, предварительно заготовив все необходимые элементы конструкции.
После выполнения сварочных работ необходимо заполнить регистр водой, проверить нет ли протечек и выполнить его опрессовку при давлении, превышающем рабочее в системе отопления, как минимум, в 2 раза.
Теплообменник для печи своими руками видео:
