Сооружение теплообменника для печного отопления

Виды металлов для производства теплообменника

Непосредственно теплообменник на трубу дымохода в баню лучше всего изготавливать из «нержавейки», называемой аустенитной сталью. Данный материал сохраняется свои лучшие характеристики даже при интенсивной эксплуатации в предельном температурном режиме.

Сварные швы таких труб очень прочны и на них не образуются трещины, а никель, входящий в состав сплава, при взаимодействии с кислородом образуют защитный пленочный слой, устойчивый к воздействию на него солей и кислот. Подобный сплав для создания теплообменника является самым долгосрочным вариантом (прочитайте: «Какой теплообменник в банную печь лучше установить – варианты конструкции «).

Если же осуществлять отопление в бане через теплообменник из цинка, то это может быть опасным для человеческого организма. Когда материал разогреется до температуры в 200 градусов по Цельсию, начнется процесс выделения вредных цинковых испарений, а накаливание до 500 градусов по Цельсию приведет к тому, что в воздухе образуется предельная концентрация опасных веществ. Естественно, нет причин для беспокойства, если цинковый теплообменник не разогревается больше 200 градусов по Цельсию.

Стоит отметить и преимущество цинкового теплообменника, заключающееся в повышенной конвекции воздуха, обтекающего теплообменник. Цинковый теплообменник использовать с целью обогрева дома параллельно с прогреванием бани нельзя, а вот на подогрев беседки или террасы излишков тепловой энергии вполне хватит.

Теплообменник регистр на трубу в баню устанавливается своими руками без каких-либо затруднений. Можно его даже монтировать на обычную железную печь, затем оборудовать кирпичную кладку вместе с печью и благополучно использовать. Даже если кирпич будет уложен на ребро – устойчивость конструкции не снизится. На фото и при визуальном осмотре теплообменник не будет выделяться из общего фона, что позволяет его монтировать в любом помещении, через которое проходит дымоход.

Кладка кирпичей для печи с водяным котлом

Кладка кирпичей для печи с водяным котлом выполняется следующим образом:

1. Закладывается фундамент из бетона с армированием.
2.  Для кладки используется глиняно-песчаный раствор. Лучше всего замочить глину и песок на ночь. Комки глины и песка растираются. На следующий день оба компонента смешиваются в соотношении: 1 порция глины на две порции песка.
3.  Поверх фундамента укладывается слой гидроизоляции в виде рубероида.
4.  Распределяется слой раствора равномерно и по уровню поверх гидроизоляции, после чего можно приступать к укладке первого слоя кирпича.
5.  Первым формируется контур поддувала и устанавливается для него дверца. Далее поверх выложенных нескольких слоев кирпичной кладки размещается решетка разделяющая топку и поддувало, в котором будет скапливаться зола.
6.  При формировании топки учитывается размер водяного котла с обязательными зазорами между его внешними стенками и кирпичной кладкой по периметру топки. По контуру первого ряда кирпичей в топке формируется бортик для установки уголка. Именно на уголки будет закрепляться котел. В боковых стенках топки обязательно оставляются проемы для вывода труб обратки и подачи.
7.  Выводятся стенки дымохода с обязательным формированием каналов для рассеивания излишнего тепла и сброса золы и гари.
8.  В довершение выкладывается дымоход. По завершении всех работ можно подключать систему отопления к котлу и проверять ее в действии.

Схема укладки кирпичей для печи с водяным котлом

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. В последнем случае по одной трубе за счет нагрева вода должна подниматься к навесному баку, а по другой трубе стекать к печи. 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.

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.

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

До начала кладки необходимо выстелить рубероид по площади залитого фундамента и замазать его раствором. Первый ряд выкладывается поддоном полностью из кирпича, куда потом будет производиться кладка печи. Затем выкладывается первый ряд контура печи, затем следующий и т.д. 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.

Как сделать печь водяного отопления на дровах: установка теплообменника

Скажем так, тонкостей в процессе установки теплообменника в печь не так уж и много, и самая главная из них заключается в том, что печь должна быть рассчитана на использование теплообменника. В смысле того, что этот момент необходимо учитывать при ее проектировании и строительстве. В противном случае придется идти от обратного и подгонять теплообменник под возможности существующей печи, что не совсем удобно и, самое главное, это то, что такое решение может оказаться не совсем неэффективным. Кроме этого момента, если говорить уже о непосредственном монтаже теплообменника в печь, можно отметить еще и следующие нюансы.

В принципе, это все нюансы, которые необходимо соблюдать в процессе самостоятельной установки теплообменника в дровяную печь. И единственное, что остается еще здесь добавить, так это сказать несколько слов по поводу материалов, из которых изготавливаются теплообменники. Их немного – медь, сталь, чугун, нержавейка. Первый – самый эффективный, второй самый дешевый, третий отлично противостоит коррозии, а четвертый является самым дорогим и одновременно самым лучшим.

И напоследок темы, водяное отопление от печи на дровах, скажу несколько слов об одной конструктивной особенности, вернее разновидности теплообменника по конструкции. Они могут быть двух типов – трубчатые и изготовленные из листовой стали. Как ни странно, но трубчатый теплообменник менее эффективен – он получил свое распространение исключительно благодаря простоте в самостоятельном изготовлении.

Как выбрать котел на дровах для частного дома

При выборе отопительного котла для частного дома, учитывают несколько моментов, касающихся конструкционных особенностей и производительности:

• Отапливаемая площадь – приблизительные расчеты производительности проводят по формуле 1 кВт = 10 м². При подключении второго контура для ГВС, добавляют к полученному результату еще 15-20%.
• Виды отопительных котлов – как уже отмечалось, существуют классические агрегаты, а также те, которые используют принцип пиролизного горения. Вторые считаются самыми экономичными котлами на дровах индивидуального отопления частных загородных домовладений. Первые стоят в 3-4 раза дешевле.
• Тип теплообменника – бывает двух видов. Отличается по типу используемых материалов и конструкции. Котлы из стали, стоят дешевле, но служат в среднем на 10-15 лет меньше. Агрегаты не боятся ударов и механических повреждений, простые в ремонте и обслуживании.Чугунные котлы, в среднем служат около 35 лет, имеют лучшие теплотехнические характеристики. Боятся механических повреждений. Для ремонта потребуется замена целой секции. Еще одним недостатком чугуна является большой вес котла. Пиролизный агрегат, имеющий две топочных камеры, легко достигает массы в 5 центнеров.
• Особенности конструкции топочной камеры – производители выпускают котлы с боковой загрузкой дров. Конструкция используется в большинстве агрегатов, как классического, так и пиролизного типа.Отдельного внимания заслуживают котлы с верхней загрузкой. Такая конструкция используется в газогенераторных агрегатах. Главным достоинством решения является возможность предварительного просушивания дров, что увеличивает эффективность обогрева.
• Наличие дополнительных функций – автоматика, наличие резервного источника питания, встроенного бойлера накопителя, системы удаленного контроля – все это увеличивает комфорт эксплуатации и предоставляется в дополнительной комплектации.

Помимо технических параметров, потребуется определиться с маркой дровяного котла и подобрать теплогенератор, подходящей ценовой категории.

Котел какого производства выбрать

Если позволяют средства, лучше поставить дровяной котел немецкого или чешского производства. Несколько хуже по производственным характеристикам, польские и отечественные агрегаты. Среди зарубежных и отечественных компаний производителей, лидерами являются:

• Немецкие котлы на дровах – представлены компаниями Buderus. Viessmann. Lopper. Все оборудование имеет высокую степень безопасности и надежности, и длительный срок эксплуатации. Недостатком моделей является прихотливость к качеству и сорту дров, высокая стоимость.
• Котлы на дровах чешского производства – внимания заслуживает продукция компаний ОРОР. Viadrus. и ATMOS. По своему качеству и автоматизации, модели ничуть не уступают немецким аналогам, но имеют стоимость в среднем на 10% меньше.
• Котлы российского производства – ТТ агрегаты выпускает практически каждый производитель отопительного оборудования. Котлы адаптированы к отечественным условиям, неприхотливы к качеству топлива и используемому теплоносителю.Наибольшей популярностью пользуется продукция следующих заводов: ZOTA. Теплодар.
• Польские дровяные котлы – на отечественном рынке предлагаются несколько десятков модификаций. Спросом пользуются модели: Defro, SAS, DREWMET, ORLAN. В ассортименте представлены как обычные дровяные теплогенераторы, так и котлы пиролизного горения.

Большинство производителей, помимо классических котлов отопления, работающих исключительно на дровах, предлагают универсальные или многотопливные теплогенераторы.

Стоимость дровяных котлов для загородных домов

На стоимость агрегата влияет несколько факторов:

• Тип теплообменника – чугунный котел будет стоить в 1,5-2 раза дороже, чем стальной аналог.
• Производитель.
• Принцип работы – стоимость дровяного газогенераторного котла отечественного производителя, обойдется в 35-40 тыс. руб. а цена на котел классической конструкции, упадет приблизительно до 20 тыс. руб.
• Дополнительная комплектация.

Оформление документов на ввод котла в эксплуатацию, при условии их регистрации в Ростехнадзоре, не требуется.

Установка отопительной системы в существующую печь

Зная упорство и настойчивость наших умельцев, мы не побоимся предположить, что найдутся те, кто, организуя печное отопление с водяным контуром своими руками, установит заслонку, работающую в автоматическом режиме. Такая заслонка, перекрывающая контур при отсутствии циркуляции, оборудуется системой аварийного питания, датчиками давления и температуры и при этом сверяет свою работу через спутник с подключением к интернету. Все возможно.

Просто нужно понимать одну простую вещь: есть задумки людей, желающих сэкономить, а есть трезвый инженерный расчет, при котором прорабатываются все варианты, в которых может оказаться разработанная система, иногда, может быть, и футуристические, но, как показывает практика, вполне оправданные. Чтобы более наглядно продемонстрировать, что происходит, когда устанавливаются печи отопительные с водяным контуром своими руками без твердых расчетов и упоров на действительность, приведем один маленький пример из жизни.

Если печь уже есть, не стоит полностью ее демонтировать. Достаточно разобрать часть конструкции и установить в нее теплообменник.

К последнему затем подключается теплообменник. При необходимости в процессе частичного демонтажа можно произвести модернизацию конструкции печи.

Еще выше обязательно монтируется расширительный бак. Он обеспечит достаточный уровень давления в системе.

Трубы нужно монтировать под углом, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию теплоносителя.

Может потребоваться циркуляционный насос. За счет него значительно возрастет КПД отопительной системы.

• Для маленьких, хорошо утепленных домов, состоящих из одной-двух комнат и кухни, вполне будет достаточно одной отопительно-варочной печи, сложенной из кирпича.
• Для более крупных строений необходимо хорошо продумать систему отопления таким образом, чтобы от одной печи можно было отопить весь дом. Для этого используется отопление с помощью водяного или парового контура.
• Для одноэтажного строения такой контур может быть подключен к кирпичной печи или же изготовленной из чугуна. При устройстве системы в двух— или трехэтажном доме, скорее подойдет чугунная печь-котел.

Следующее, с чем нужно определиться — это вид топлива. Система может отапливаться дровами, углем, торфом, газом, дизельным топливом, электричеством или несколькими из них. От этого выбора будет зависеть, какую печь отопления приобретать.

Самодельный эффективный теплообменник

Теплообменные элементы могут быть разных форм, на фото представлен один из них. Он вмуровывается в конструкцию печи около топочной камеры, чтобы, проходя через него, вода быстро нагревалась и поступала в трубы и батареи.

Трубы входа и выхода из теплообменника выводятся из конструкции печи наружу, и к ним подключается контур отопления. Далее система заполняется водой, которая и будет исполнять роль теплоносителя.

Разводку можно выполнить металлопластиковыми или полипропиленовыми трубами

В данном случае для разводки и подключению к контуру использованы металлопластиковые трубы.

Схема дровяной печи с водяным контуром отопления

На этой схеме теплообменник расположен над топкой и показан в виде решетки красного цвета. Синей линией отмечен остывший теплоноситель, который проходит через циркуляционный насос и поступает в теплообменник — эта часть контура называется обраткой. Красной линией отмечена нагретая вода, поступающая в радиаторы.

Также в отопительном контуре устанавливается мембранный бак, который может быть расположен в любом доступном месте контура, но желательно его установить на трубе обратки.

Мембранный бак

Самостоятельная установка отопления в бане

Монтаж отопления бани состоятельно выполняется до внутренней отделки помещений. В противном случае возможны проблемы с установкой труб и радиаторов. Специфика отопления бани для дачи заключается в отсутствии прямого контакта магистралей с внутренними декоративными панелями.

Также важно правильно установить котел для бани и отопления. Если в качестве основного компонента теплоснабжения будет использоваться кирпичная печь – нужно заранее сделать под нее независимый фундамент

В противном случае ее масса продавит пол, и вся конструкция будет медленно опускаться.

Установку электрокотла для отопления бани делают после монтажа электропроводки. Ее сечение должно быть рассчитано на максимальную мощность работы всех электроприборов. Также обязательно монтируется УЗО.

Для полноценного отопления банной мансарды нужно знать такие условия:

• Обеспечение пожарной безопасности. Стены и пол вокруг котла должны быть облицованы негорючими материалами. Для прокладки труб и дымохода используется специальные жаропрочные гильзы;
• Стены, пол и чердачное помещение обязательно должны быть утеплены. Это необходимо для минимизации тепловых потерь;
• Из-за повышенной влажности монтируется система вентиляции. Она является обязательным элементом для безопасной работы газового оборудования.

В качестве альтернативного способа нагрева помещений бани можно рассмотреть установку системы теплый водяной пол. Это позволит осуществить равномерное температурное распределение и повысит уровень комфорта пребывания в бане.

В видеоматериале можно ознакомиться с примером организации водяного отопления бани.

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится

Основные преимущества установок

Стандартные печки не могут обеспечивать равномерное прогревание воздуха в большом доме или коттедже. В современных агрегатах для решения этой проблемы устанавливаются конвекционные камеры с последующим подключением разветвленных воздуховодов. В результате таких действий создается теплый воздушный поток. Он принудительно перемещается по пространству внутри труб, его регуляция при этом обеспечивается специально обустроенными заслонками, задвижками и решетками.

Но каналы для перемещения воздуха отличаются громоздкостью, они поглощают полезное пространство в комнате, а с увеличением количества поворотов в системе соразмерно возрастают и теплопотери. Немаловажный фактор заключается в периодическом удалении копоти, сажи, пылевых скоплений и т.д. Что касается воздуха, то для него характерна незначительная удельная теплоемкость.

Обеспечить подачу тепла в самые удаленные зоны здания поможет только принудительное нагнетание подогретых масс с помощью установки специального вентилятора. Учитывая такие нюансы, можно с уверенностью сказать, что вода в качестве теплоносителя перед воздухом имеет массу преимуществ.

Если рассматривать удельную теплоемкость водяной массы, то ее показатель в 4 раза превосходит аналогичное значение воздуха. Вода без труда перемещается по трубам малых диаметров, тепловая же энергия подается на большие расстояния. Стоит отметить и такие плюсы водяной массы, как химическая нейтральность, безопасность, отсутствие токсичности и горючести.

Видеоурок о печи на дровах с водяным контуром:

https://youtube.com/watch?v=rkTbJntZC6Q

Принцип работы

Принцип действия этого оборудования основан на нагревании воды в системе при помощи тепла от сжигания топлива. Подробно процесс работы представлен такими этапами:

• в камеру сгорания загружается топливо. К слову, в виде него могут использоваться торфяные брикеты, уголь, дрова, пеллеты, опилки и прочее;
• нагретый воздух поднимается вверх и выводится через дымоход;
• в процессе движения этот воздух нагревает теплообменник, а он осуществляет нагрев воды;
• нагретая вода вытесняет из системы холодную — происходит циркуляция и остывшая вода возвращается в область теплообменника.

Объём камеры сгорания должен соответствовать номинальной мощности оборудования или же максимальной отапливаемой площади. Это прямая зависимость.

На практике ещё придётся учитывать сезонность, пики потребления горячей воды, функциональную сложность системы отопления или горячего водоснабжения. Камера отвода горячих газов выполняет функции выходного коллектора, который выводит продукты горения по дымоходу.

Порядок проверки и запуска прибора

Запускать самодельный котел можно после заполнения системы теплоносителем и стравливания воздуха

Самодельный котел запускает только при заполнении системы водой, осмотра проводки и соединений. При наличии принудительной циркуляции для равномерного прогревания теплоносителя устанавливается насос. В системах с естественной циркуляцией на участке выхода на обратку делают небольшой уклон. Пережатые или порванные кабели электролинии заменяют или повторно изолируют, чтобы ТЭН не вышел из строя. Для защиты от колебаний напряжения монтируют УЗО.

Отопительный агрегат очищают от пыли и грязи, а затем окрашивают жаростойким средством. Перед нанесением краски требуется отшлифовать и загрунтовать поверхность. Покрытие наносится в 2 слоя.

Воду подают в коммуникации так, чтобы не было пробок воздуха. Для контроля завоздушивания пользуются краниками на радиаторах. Далее включают котел в сеть, ожидают прогрева. Температуру воды проверяют мультиметром.

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.

Зачем использовать печь с котлом

Печное отопление является достаточно экономичным и очень популярным в населенных пунктах, где отсутствует газ.

Однако оно обладает одним серьезным недостатком – комнаты обогреваются неравномерно, в результате чего возникают следующие проблемы:

• Отдаленные помещения могут оставаться холодными, если их дополнительно не обогревать электрическими обогревателями, что требует дополнительных финансовых затрат .
• Так как отсутствует тепловая завеса, которую создают радиаторы отопления, окна постоянно запотевают и даже покрываются изморозью .

Чтобы решить эту проблему, совершенно не обязательно приобретать котел отопления. Можно просто оборудовать существующую печь теплообменником, от которого выполнить разводку по комнатам. Все это можно сделать даже своими руками, без помощи специалистов.

Как спроектировать и на что обратить внимание

Возведение печи начинается с проектировки. Сначала разрабатывается и изготавливается теплообменник, затем, исходя из его размеров, происходит укладка печи. Главная задача – сделать кирпичный котёл максимально производительным. Для этого требуется соблюдение нескольких условий:

• продукты горения должны покидать печь с минимальной температурой. Количество тепла, отдаваемого газами внутри печи, определяет КПД конструкции;
• рекомендуется располагать теплообменник вне топливного резервуара, так как топка – это самое горячее место в печи. Соответственно, теплообменник будет забирать тепло. В свою очередь, это снизит КПД печи;
• водяной поток в теплообменнике нужно направить таким образом, чтобы он протекал навстречу теплу. Это обеспечит более эффективный нагрев, за счёт сохранения температур между средами;

Для изготовления теплообменника, лучше всего использовать жаростойкую нержавейку. Можно использовать и более дешевый вариант: коррозионно-нестойкую сталь, но это скажется на качестве конструкции.

Когда месторасположение печи определено и заложен фундамент, можно приступать к порядовке конструкции с котлом. Порядовка представляет собой план установки кирпичей, который позволит определить, где должны находиться: поддувало, топливный резервуар, панель для варки, дымоход и так далее.

Вы можете найти подробный план в интернете. Множество специалистов (и просто умелых печников) выкладывают свои схемы и чертежи в свободный доступ.

Как вариант — установка колпакового дымохода, с размещенным в нем теплообменником, который выполнен в форме регистра (трубы, сваренные в один большой контур).

Такая схема позволит:

• задерживать газы из печи в колпаке;
• обеспечивать бесперебойное горение в топливном резервуаре;
• создать естественную циркуляцию тепла.