Отопительная печь с теплообменником своими руками — не так всё сложно, как кажется

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.

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.

Теплообменники имеют разную форму и размеры. Выбор регистра зависит от особенности печи и необходимой тепловой мощи.

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

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

Вернуться к оглавлению

Материалы

Теплообменник для печи делают из «черной» листовой стали толщиной 3—5 мм. Можно заменить круглыми трубами диаметром 30—50 мм. Также используют медные листы либо трубы из нержавейки. Стоит учитывать, что регистры легче изготавливать и обслуживать из листового металла. 9 из 10-ти приборов сплошные и в теплообмене задействована исключительно внутренняя часть, имеющая контакт с огнем или горячими газами. У регистров из труб теплообменная площадь больше при таких же габаритах. Это обусловлено тем, что такой теплообменника имеет форму, которая позволяет нагревающему фактору охватить почти всю его поверхность.

Из труб делают котел для печи с водяной рубашкой. Лучше брать бесшовные материалы. При использовании других труб, швы нужно укрепить сваркой и при кладке «развернуть» конструкцию в местах соединений к кирпичной кладке. Можно сделать регистр из стальных листов, что поможет увеличить теплообменную площадь.

Конструкции

Змеевик как золотой стандарт

Широко используются регистры этого типа, основу которых составляют профильные трубы средним диаметром 40—50 мм. Своей формой похож на Г-образную решетку. Профильные трубы можно заменить изделиями с небольшой площадью поперечного сечения. Обработка и вывод нагретой воды происходит с любой стороны конструкции. Место выхода выбирают с учетом всех особенностей печи и положением труб в сетке отопления.

Бак для внутреннего монтажа

Это прямоугольные, чаще цилиндрические конструкции со змеевиком или трубой внутри. От объема топливника печи напрямую зависит длина печного котла. Он устанавливается на дымоход. Внутри конструкции установлена труба размером, равным диаметру самого дымохода. Патрубки находятся внизу, к ним крепятся трубы, по которым выходит горячая вода в другой резервуар или радиаторы, а холодная возвращается внутрь.

Водяная рубашка

Одной из наиболее распространенных конструкций считается теплообменник, который создан из 2 резервуаров. Надежная, но сложная модель известна под названием водяная рубашка. Емкости меньшего диаметра помещают внутрь резервуара большего размера. Однако самостоятельное выполнение теплообменника сопряжено с определенными сложностями. Поэтому перед созданием следует получить консультации у профессионалов.

Если владельцу трудно смастерить своими руками теплообменник, можно подобрать конструкцию из старых полотенцесушителей или радиаторов для автомобильных печек. Одним из вариантов следует считать использование газовой колонки, которую часто можно встретить в квартирах. В этом случае домашнему мастеру не стоит ничего переделывать, так как конструкция практически готова к применению.

Установке готовой конструкции на отопительно-варочную печь нужно уделить больше внимания. Горячие газы должны проходить над верхней полкой и выходить сразу в дымоход через переднюю часть топливника.

Принцип работы

Теплообменники, встроенные прямо в топливник, имеют высокий уровень КПД. Они расположены так, чтобы не находиться в зоне прямого контакта с огнем и избегать влияния высокой температуры. Вода нагревается быстро, остывает долго, конструкция за счет минимального воздействия огня служит долго. Такие регистры имеют на выходе патрубки для труб, ведущие к батареям или накопительной емкости для воды.

Как сделать своими руками теплообменник для печи из кирпича?

Для изготовления конструкции подойдет бак и трубки из меди в количестве 2 шт. Емкость нужного объема легко сварить из листовой стали толщиной 2,5 мм. В конструкции следует просверлить отверстия возле дна резервуара справа, и в самой верхней точке с другой стороны. Полученный теплообменник устанавливают в 3 м от печи на высоте 1 м от пола. Отводы подключаются к обогревательному устройству с разными наклонами. Внизу емкости врезают 2 крана — для слива накопительного бака и системы.

После окончательного выбора конструкции теплообменника, материала, можно приступать к монтажу. Главное, чтобы все сварочные работы были выполнены качественно. Потому что конструкция подлежит эксплуатации в тяжелых условиях, а для устранения проблем нужно демонтировать часть печи. После завершения основных работ регистр можно устанавливать в печь. Необходимо заполнить его водой и проверить на отсутствие протечек. Провести опрессовку высоким давлением как минимум в 2 раза большим, чем постоянное рабочее.

Как правильно использовать печь с теплообменником?

Для долгой службы устройства и предупреждения любых поломок нужно придерживаться нескольких правил безопасности. Во-первых, трубы теплообменника нельзя прикреплять на стены только неподвижными крепежами. Во-вторых, укреплять трубопровод нужно материалом, который способен выдерживает высокую температуру. В-третьих, заливать воду в холодную печь. При невысокой производительности печи лучше не устанавливать большой теплообменник.

Устройства отбора теплоты у дымовых газов

Следует отметить, что даже самый простой водяной теплообменник на трубу резко повышает эффективность сжигания топлива до 60%. Фокус в том, что данное устройство никак не влияет на функционирование самой печки, не увеличивает время протапливания парной и расход дров. Главное достоинство таких теплообменников заключается в том, что они отбирают тепловую энергию продуктов сгорания, понижая их температуру.

Читайте также  Блок для лебедки своими руками

Данный принцип работы теплообменника используют многие производители металлических банных печей, устанавливая бак для воды открытого типа прямо на дымоходную трубу. Этот вариант популярен ввиду своей доступности, но не очень удобен. Причина – все тот же долив воды по мере ее использования или испарения вследствие закипания.

Наконец, самый лучший со всех точек зрения вариант – банная печь с теплообменником на дымоходе в виде проточного нагревателя небольшой вместительности (от 5 до 10 л). К нему, как и ко встроенному в печь змеевику, через патрубки присоединяется система с выносным резервуаром – накопителем. Объем выносного бака составляет 60—120 л в зависимости от мощности отопительного агрегата. За время протапливания вода в емкости достигает необходимой температуры для помывки.

Кроме перечисленных, существуют и комбинированные модели, где печь для бани с теплообменником, встроенным в топку, имеет еще и бак на дымоходе. Причем эти элементы соединены между собой трубопроводами, то есть, в контуре нагрева задействован не один нагреватель, а целых два. Соответственно, такой вариант вобрал в себя все преимущества и недостатки разных модификаций. Опять же, данной печке все равно потребуется отдельная накопительная емкость поскольку вода в баке закипит достаточно быстро.

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.

Важные нюансы

Теплообменный аппарат для водяного отопления, выполненный из труб гладкой структуры, называют регистром. Устройство напоминает собой своеобразную решетку. Не меньшей популярностью пользуются и более простые конструкции, которые представлены в виде бака прямоугольной либо цилиндрической формы.

При изготовлении теплообменника для печи рекомендуется соблюдать следующие правила:

  1. Размер пространства внутри устройства должен составлять 5 мм и более. В противном случае вода может быстро закипеть.
  2. Важно, чтобы толщина труб была не меньше 3 мм, иначе материал стремительно прогорит.
  3. Расстояние между теплообменником и стенами топочной камеры должно быть не меньше 10 мм, чтобы металл мог свободно расширяться при нагревании.

Печь из чугуна

Все-таки не зря была сделана чугунная печь. Такая конструкция имеет дополнительную теплопроводность. Легко выдерживает перепады температур и хорошо держит тепло. КПД агрегата с закрытой топкой достигает 80-ти процентов. Имеет срок службы свыше 10-ти лет. Камин печь с теплообменником может быть выполнена во фронтальном и угловом варианте. Дополнительно устанавливается стеклянная дверца, что защищает помещение от попадания мусора и углей. Также может быть сделана печь камин с плитой и теплообменником, тогда еще и прибавляется функция приготовления пищи. По всем вариантам можно посмотреть фото и видео в инете и подобрать наилучший вариант, который подойдет именно вам. Цена таких моделей довольно различна, все зависит от материала изготовления и уровня комплектации.

Функциональные изюминки теплообменника

Системы отопления для частного дома либо квартиры применяют поверхностные устройства, в то время, когда теплоносителю тепловая энергия передается через железные стены оборудования.

Наиболее полным образом данный принцип реализован в конструкции твердотопливных, газовых либо электрических котлов отопления:

  1. Циркулирующая вода либо антифриз по изогнутым трубкам, размещенным в отопительного прибора, нагревается от горящего горючего.
  2. Затем подогретый теплоноситель движется по трубопроводу отопительного контура, а в теплообменник начинает поступать остывшая вода из батарей.

Возможно, многие из нас подмечали, что посредством простой кирпичной печи не удается равномерно обогреть дом, в которых комнаты не соприкасаются с ее «неотёсанной». Решением проблемы может стать вмонтированный в нее теплообменник, который перевоплотит ее в водонагревательный котел.

Его форма и размер должны вписываться в габариты топливника. К устройству нужно подсоединить трубопроводы и радиаторы, а после этого заполнить систему теплоносителем – водой либо антифризом. По окончании установки батарей в дальних от печи комнатах удастся в доме сделать действенное отопление.

  1. Значительно чаще видятся водяные и воздушные теплообменники. Первые более практичные, поскольку жидкость лучше передает теплоэнергию, чем воздушное пространство.
  2. Видится кроме этого подобное устройство, напоминающее накопительный бак, которое устанавливается снаружи дымохода.

Совет: продаваемые в торговых сетях промышленные отопительные установки уже оснащены теплообменниками. Их конструкция максимально предназначена для действенного нагрева теплоносителя.

Часто в заводских условиях такие устройства изготавливают из меди. Труба напоминает змеевик, у которого поперечно изгибам расположено множество пластин, благодаря чему обеспечивается громадная площадь теплообмена.

Изготовить дома подобный вариант будет сложно. Исходя из этого лучше выбрать более несложную модель.

Как работает система

Принцип действия теплообменника, причем не имеет значение – заводского либо самодельного, однообразен. Теплогенератор (котел либо печь) передает ему энергию от утилизации горючего, по окончании чего теплоноситель разносит ее по трубопроводам по всем комнатам.

Данный метод отопления позволяет равномерно распределять тепло по зданию. Важно да и то, что помещения прогреваются существенно стремительнее, уменьшая затраты на энергоресурсы.

Печное отопление в частном доме возможно усовершенствовать двумя методами:

  • заложить новую печь под определенный размер теплообменника;
  • поставить своими руками в существующий отопительный прибор самодельное устройство, изготовленное по размерам топливной камеры.

Затем обладатель дома возможно уверенным, что он возьмёт отопление с водяным контуром, которое будет работать не хуже заводского твердотопливного котла. Отличие будет лишь в размещении входного отверстия теплообменника, которое будет расположено чуть выше над полом, чем у промышленных вариантов. Это может воздействовать на скорость естественной циркуляции воды.

Совет: подключайте теплообменник к отопительной системе с таким условием, дабы обратка была размещена как возможно ниже.

Одним из основных элементов есть кроме этого расширительный бачок, который направляться установить в верхней точке схемы. С его помощью будет компенсироваться изменение объема нагретого теплоносителя, и выпускаться, попавший в систему воздушное пространство.

Данная схема отопления требует выдерживать определенный наклон трубопроводов от верхней точки к последнему радиатору и от него к котлу, приблизительно 10 мм на 1 м.

Совет: в случае если естественной циркуляции окажется не хватает для обогрева громадного дома, установите в отопительную систему циркуляционный насос. В этом случае нет отличия, на каком расстоянии от пола будет установлена обратка.

В чем преимущество отопления с теплообменником

Простое изготовление В то время, когда в доме уже имеется печное отопление, необходимо израсходовать деньги лишь на создание самодельного теплообменника и монтаж водяной отопительной системы.
Возможность комбинированного обогрева Кроме поверхностного воздушного обогрева комнат неотёсанной печи будет еще и водяной отопительный контур. Его возможно протянуть в отдаленные помещения.
Применение различных видов горючего Печи и твердотопливные котлы смогут работать на дровах, угле, торфе, пеллетах. В случае если легко модернизировать последние, они кроме этого будут способны производить тепло из газа и жидкого горючего.
Внешний вид Вам не нужно будет разрушать русскую печь, в случае если стремитесь сохранить национальный колорит в интерьере. Теплообменник не будет виден снаружи.
  • в случае если устройство установлено в топку кирпичной печи, его КПД будет ниже заводских котлов;
  • в печи не удастся сделать непроизвольный контроль над интенсивностью нагрева теплоносителя.
Читайте также  Нанесение короеда

Теплообменник для печи: как правильно рассчитать и самостоятельно сконструировать

Если в бане есть хорошая печь, то никакого бойлера для нагрева воды в моечную не нужно – для этого используется теплообменник. Его главная задача в том, чтобы нагреть поступающую воду и отдать ее в навесной бак. А потому пока пылает «сердце» бани – и вода в соседнем помещении будет горячей, а когда баня не топится и не используется – она сливается. Вот так все рационально и продумано.

Что такое теплообменник и зачем он нужен?

Банные печи с теплообменником – это печи, в которых есть особое пространство, куда поступает холодная вода, нагревается и выходит по трубам к радиаторам или навесному баку. Причем функция теплообменника банных печей не только в нагревании воды для душевой – те выносные баки, которые находятся в комнате отдыха или предбаннике, еще и прогревают их.

Существует 2 варианта исполнения теплообменников:

  • Внутренний теплообменник – это вставленный в бок печной камеры либо пущенный по дну змеевик, или же так называемая «рубашка», которая полностью покрывает топку.
  • Внешний теплообменник – модуль дымохода, труба, которая как бы опоясана герметичной емкостью.

Абсолютно все теплообменники, не зависимо от их вида, в обязательном порядке заполняются жидкостью – антифризом или водой. Подает жидкость в них сообщающая емкость – батарея водяного отопления или навесной бак. Для присоединения традиционно используются 2 штуцера: один снизу, другой – сверху. И все схема работы теплообменника предельно проста – все происходит благодаря естественной циркуляции нагреваемых жидкостей, либо путем подключения насоса, работающего от электричества.

Опытные печники советуют отдавать предпочтение открытым системам нагрева воды в бане – то есть без давления. Немаловажен и такой момент – наиболее эффективной системой нагрева воды в бане считается та, общая протяженность труб какой не превышает трех метров. Причем на практике этого оказывается достаточно, чтобы поместить прямо за стеной парилки сам бак.

Также важна и толщина трубы – лучше, если она не будет меньше дюйма, в противном случае току жидкости будет оказано ощутимое сопротивление, и печь банная с теплообменником без насоса не сможет гонять воду.

Как рассчитать площадь теплообменника?

Все расчеты габаритов теплообменника всегда приблизительны. К примеру, на обогрев обычного банного помещения необходимо около 5кВт – то есть именно столько энергии должна дать системе печь с теплообменником. А 1 квадратный метр площади теплообменника – это около 8-9 кВт во время топки.

Конечно, многое зависит от расположения котла в печи и интенсивности горения топлива, но в любом случае мощность котла по окончанию топки быстро падает в 5-10 раз. А потому площадь поверхности печного теплообменника рассчитывать нужно с многократным запасом – только так можно создать систему, которая сможет поддержать комфортную температуру во всех помещениях бани при одноразовой или двухразовой топке.

Форма самого котла печи для бани с теплообменником может быть самой разной. Наиболее распространенный вариант – из нержавеющих труб, но сегодня все более популярными становятся коллекторы из двух швеллеров и образцы пластинчатого типа.

Делаем теплообменник для печи своими руками

Для того, чтобы собственноручно изготовить теплообменник для кирпичной печи, понадобится металл 2,5 мм толщиной. Его конструкция будет такова: цилиндрическая верхняя емкость и прямоугольная нижняя соединены трубами. Самое главное – это сделать все сопрягаемые швы с минимальными зазорами, а уже размер самой печи и диаметр труб нужно рассчитывать исходя из размера самого помещения бани.

Итак, все готовые раскроенные детали нужно прихватить сваркой и проверить, насколько точно были выполнены все расчеты. После этого можно собирать теплообменник. И наконец, он проверяется на прочность таким образом: нижнюю трубу нужно заварить, в теплообменник – залить воду и выходное отверстие соединить с емкостью. Теперь, используя монометр для контроля давления, систему нужно заполнить сжатым воздухом. Если швы были выполнены качественно – они не станут течь. А вот если такие прорехи окажутся, из системы нужно слить воду и проблемные места снова заварить. Конечно, чем меньшей будет общая длина всех труб, тем лучше.

Теплоизолировать бак для воды или нет – зависит от того, будет ли он использоваться только по прямому назначению, или же им планируются прогреваться и смежные комнаты.

Правила безопасной эксплуатации теплообменника

Опытные печники советуют выбирать и эксплуатировать печь для бани с теплообменником ответственно, а потому не лишним будет ознакомиться с такими правилами:

  • Трубы от теплообменника нельзя крепить на неподвижные соединения к стенам – от нагрева первые расширяются и изменяют свои линейные размеры.
  • Мощность теплообменника не должна негативно влиять на мощность печи – всего отбираемое тепло не может превышать 10%. А потому слишком габаритные теплообменники – не лучший вариант, если сама печь не достаточно сильна.
  • Выносной бак для воды подбирать нужно так, чтобы после 2 часов топки бани в вода в системе была уже горячей. Но не раньше – иначе она будет закипать, и парилка будет перенасыщена паром. А вот слишком большой бак греть воду будет долго.
  • Если кирпичная печь с теплообменником уже разогрелась до высокой температуры, в нее крайне нежелательно наливать воду.
  • Чтобы уплотнить резьбу в месте соединения труб и теплообменника, нужно использовать только тот уплотнитель, который сможет выдержать высокую температуру.

Если система предполагает естественный теплообмен – без насосов – то трубы для подачи в бак воды должны быть расположены так: холодная вода из бака самотоком стекает по трубе к печи, а горячая таким же образом поднимается снова к баку. Но все это будет работать, если трубы и прямой, и обратной подачи воды будут размещены под углом 2-5 градусов.

Современный строительный рынок предлагает достаточно видов банных агрегатов такого вида: это и мощная чугунная печь с теплообменником, и недорогие дровяные печи с теплообменником – цена последнего особо не влияет на стоимость самой печи. Важно только обратить внимание при выборе, чтобы сам теплообменник был изготовлен из качественной жаропрочной и жаростойкой стали.