Печь с теплообменником для дачи и дома

Назначение теплообменника в отопительных системах

Системы отопления с теплообменником наиболее эффективны в комплексе с котлоагрегатами, работающими на газообразном или твердом топливе. Это касается и электрических котельных агрегатов. Внутри их располагается змеевик, выполненный из труб, по которому проходит вода, нагреваемая от температуры сгораемого топлива. Далее ее заменяет уже остывшая жидкость.

Во многих частных домах установлены печи. Подобное оборудование способно обогреть помещение небольших размеров, но для габаритной постройки с многочисленными комнатами его мощности может не хватить. В этом случае очень важно применение теплообменника, который своим присутствием преображает печь в полноценное устройство для отопления больших помещений.

При самостоятельном изготовлении такого прибора необходимо учитывать, что его размеры должны соответствовать габаритам топки. Существует возможность подключения к нему труб и радиаторов, которые помогут сделать систему намного эффективнее.

Типы теплообменников

Наиболее практичными считаются аппараты, теплоносителем в которых служит вода. И это неудивительно, поскольку по законам физики передача тепла посредством жидкости осуществляется намного лучше, чем воздухом. Тем не менее воздушное устройство применяется довольно часто.

Помимо вышеперечисленных агрегатов, существуют и такие, что устанавливаются на дымоходную систему. Монтаж подобных приспособлений происходит снаружи канала.

Любые агрегаты с теплообменниками, предназначенные для отопления помещений, устроены так, что их главная функция максимально направлена на нагревание воды.

Конструкция системы

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

Обычное печное отопление можно улучшить следующими двумя способами:

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

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

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

Самодельный аппарат для печи подключается к системе отопления с помощью двух специальных штуцеров: один из них подсоединяет трубу с холодной водой, второй – с горячей. При монтаже теплообменника и необходимых металлопрокатных изделий важно соблюдать установленный правилами уклон (см. схему снизу).

Изготовление теплообменника своими руками

Форма и размер подобного прибора могут быть самыми разнообразными. Наиболее часто эта конструкция выполняется по типу регистра, состоящего из определенного количества труб из меди либо стали. Однако нередко встречаются и пластинчатые устройства.

При сгорании топлива, особенно угля, температура в топочной камере значительно повышается. Именно поэтому выбору материала нужно уделить особое внимание. То же самое касается и правильности конструкции, и прочности швов, которые выполняются с помощью сварки.

Подбор материалов

Задача теплообменника заключается в том, чтобы теплоноситель передавал как можно больше тепла. Потому рекомендуется обращать внимание на теплопроводные свойства материала. Медные трубы проводят тепло в семь раз лучше, чем стальные. Исходя из этого, можно заключить, что для передачи одинакового объема тепла нужно установить 3,5 м труб из меди либо 25 м изделий из стали.

Теплообменники, выполненные из металла красного цвета, являются самыми экономичными в процессе работы. При этом медь – очень дорогой материал. Потому для изготовления подобного устройства целесообразнее использовать трубы из стали, диаметр которых должен быть не меньше 32 мм.

В случае если в качестве топлива применяется уголь, для создания аппарата рекомендуется использовать трубы из чугуна, поскольку этот материал обладает лучшими прочностными свойствами. Кроме того, он медленнее поддается разрушительному воздействию огня и высоких температур.

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.

Наиболее распространенные формы прибора

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

Особенности монтажа

Установку устройства проще всего выполнять во время возведения печи. В противном случае может возникнуть необходимость в демонтаже некоторой части кладки.

Очередность действий:

1. На готовый фундамент в место для топливника выполняется установка подготовленного теплообменника для печи трубчатой конструкции.
2. При дальнейшем возведении отопительного устройства оставляются небольшие просветы для выхода металлопрокатных изделий.
3. После завершения сооружения печи осуществляется подключение теплообменника к общей системе отопления, которая заполняется водой.
4. Производится испытание обогревательного устройства.

Система с воздушным теплоносителем

Теплообменные аппараты для воздушного отопления делятся на следующие два типа: прямые и косвенные.

Подобная конструкция обладает большим количеством недостатков, потому она редко используется в частных домах.

Основным ее достоинством является возможность совмещения самого отопления с вентиляцией принудительного характера. Допустив минимальную ошибку при проектировании системы, можно лишиться и этого преимущества.

Печи с водяным контуром для отопления дома: какую выбрать, все варианты реализации

Если вы выбрали для обогрева печное отопление и хотите, чтобы температура равномерно распределялось по всей площади – вы пришли по адресу. В данной статье мы расскажем, как установить печь для дома со схемой водяного отопления европейского качества по цене ниже среднерыночной.

Особенности

Владельцы домов до сих пор пользуются теплообменниками. Особенно их использование распространено в сельской местности и новых районах городов, где пока отсутствует газовое снабжение. Обычная печь на дровах распространяет тепло неравномерно. Использование же водяного контура позволяет равномернее распределять тепло по жилью.

Печное отопление, дополненное системой водяного контура, характеризуется улучшенными параметрами и дополнительными преимуществами:

• Обеспечение длительного горения топлива.
• Получение единиц теплового потока не только от тления дров, но и в процессе сгорания газов.

Достоинства и недостатки

Печь стала необходимым предметом в условиях российских холодов, но зачастую ассоциируется только как способ обогрева. Тем не менее, печное отопление с водяным контуром способно обеспечить как теплом, так и горячей водой.

• высокий срок службы даже при экстремальных условиях;
• использование экологических материалов для топки, которые находятся в свободном доступе и по приемлемой цене;
• разнообразие дизайнов;
• многофункциональность – дает возможность нагреть помещение, готовить, разогревать продукты;
• схожесть внешнего вида с камином повышает уровень комфорта.

Однако есть ряд недостатков, которые ожидают владельца в процессе эксплуатации:

• долгий прогрев до теплоотдачи;
• нужно тщательно ухаживать за зольником, дымоходом, тягой;
• чем больше мощность, тем крупнее размер отопительного прибора;
• повышенная пожароопасность;
• жар будет распределяться только по тем комнатам, что находятся в непосредственной близости от установки;
• большая часть тепла выходит через трубу, что значительно снижает показатель КПД;
• придется своевременно закладывать дрова, очищать печь от отходов и золы;
• чтобы монтировать агрегат, нужно обладать определенными знаниями;
• если аппарат неправильно используется, то он может стать причиной отравления угарным газом.

Когда люди находятся в жилом комплексе не постоянно, а приезжают на лето, рекомендуется использовать морозостойкое вещество для печки, способное выдерживать оттаивание и замораживание без разрушения конструкции, с целью сохранения первичных функций.

Устройство печи с водяным контуром

Классифицируется несколько способов реализации:

• построить с изначальным включением правильного размера теплообменника;
• вмонтировать регистр в уже готовый тепловой агрегат.

Принцип работы простой:

• в контур, расположенный в топливной части, следует вода;
• в процессе прогорания дров или другой разновидности топлива осуществляется нагрев жидкости;
• далее кипяток попадает в конвективно-радиационный отопительный элемент, который распространяет тепло по комнатам;
• после остывания, вода возвращается к змеевику.

Виды схем систем отопления для печи

Обязательно такая конструкция оснащается кранами для сливания жидкости. Это необходимо сделать перед наступлением холодов, так как замерзшая вода способна повредить аппарат. Как альтернатива – изначальное использование антифриза в роли жидкого вещества.

Рассмотрим подробно каждый из трех типов структур.

Открытая

Классическая конструкция, функционирующая по принципу естественной циркуляции, то есть благодаря различной плотности холодного и горячего водного вещества. Подходит для небольших зданий.

Ставится она по традиционному плану – от печки начинается разгонная труба в высоту больше 2,5 м и диаметром от 50 мм. Сверху помещается расширительный бак открытого типа.

От верхнего выхода теплообменника до бака должен быть уклон в 30 градусов для избежания гидроударов. Обратный отвод ставится в горизонтальном положении, затем делается слив для опустошения теплообменника.

При этом окружность должна быть более 32 мм. Рекомендуемый материал в зоне подключения к печи – только сталь или медь.

Закрытая

В нее входит обязательная установка насоса для циркуляции и рециркуляции, бака-накопителя, манометра или термоманометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Помимо этого, есть вероятность монтажа теплообменника, который значительно увеличивает общий КПД, регулирует тепловой режим, накапливает тепло при циркулярной работе печки.

Обвязку также предполагается делать из металлических труб.

Комбинированная

Является наиболее предпочтительным решением. Искусственный обогрев помещений выполнен по правилам естественной циркуляции жидкостей. Вспомогательно осуществляется резервный запас с помощью циркуляционного насоса. В холода подобная конструкция послужит в комнатах дома обогревателем, и позволит готовить еду без применения иных энергопотребителей.

Разновидности печей

Печь с водяной рубашкой (теплообменником) обеспечивает длительный и равномерный нагрев воды. Это происходит благодаря тому, что ее стенки долго остывают, продолжая нагревать жидкость. Для создания подобной системы можно использовать готовые устройства небольшого размера.

Кирпичные

Теплогенератор такого вида доставляет сложности при кладке. Конструкция состоит из следующих частей:

• металлической плиты;
• универсальной коптильно-варочной камеры;
• вентиляционного канала;
• коробки-водогрейки;
• духового шкафа.

Для создания используется огнеустойчивый кирпич и раствор.

Каминные

Прекрасно объединяют в себе назначение модного камина и отопительной печи с варочным контуром. Зачастую в них применяются защищающие дверцы, выполненные из стекла, устойчивого к жару. Они неплохо смотрятся в интерьере, при этом достаточно надежны и не пожароопасны. Основным достоинством остается высокопрочность чугуна, позволяющая ему с легкостью переносить значительные перепады температур.

Металлические

Устройства из металла (чугуна и стали) относятся к категории постоянного действия, то есть их нужно методично «подкармливать» для получения теплоотдачи. При этом скорость разогрева помещения у них очень быстрая. Представлен такой агрегат в разных ценовых диапазонах, но и безопасность у него намного ниже, так как стенки нагреваются до максимальных температур. Пожар может произойти даже от небольшого соприкосновения с поверхностью.

Типы печей по методу нагревания

Работают печи для водяного отопления дома на дровах, угле, торфе, евродровах. По типу камеры они отличаются по габаритам и делятся на переносные и стационарные. По внешнему виду дверцы в печи бывают с прямоугольными, щелевыми, круглыми и шахтными разъемами. Также печи могут обладать одним или двумя действующими отсеками.

Однокамерные

Подходят для небольших помещений, быстро прогревают пространство, доступны по цене и не требуют особых знаний при эксплуатации.

Двухкамерные

Нижние и верхние части работают по принципу самообеспечения. В цокольном отделе сгорает топливо, преобразуясь в газ, который поднимается и соединяется с кислородом. Такая система позволяет экономить на топливе, при этом уровень КПД максимальный.

Конвекционные

Функционирование модели обеспечивает циркуляция воздуха, поэтому холодный поток, поступающий снизу, сверху нагревается до высоких температур. Быстрый разогрев помещения, но и такое же остывание.

Разновидности теплообменников для печей

Печное отопление с водяным контуром – классическое решение для обеспечения обогрева и уюта в доме. Обязательным элементом таких печей является теплообменник. На его работу оказывает влияние материал, из которого он изготовлен.

Медные

Такой змеевик достаточно действенный, потому как его теплопроводность считается очень хорошей. Но у него есть один существенный недостаток – температура плавления составляет 1083 °С. При использовании агрегата с соблюдением установленных правил можно не беспокоиться о приведении устройства в негодность. Но в экстренных и непредвиденных обстоятельствах, жар может достигать 1200°С. А появляющийся при остывании конденсат имеет примеси опасных химических соединений, приводящих к образованию коррозии. Поэтому устанавливать такой тип теплообменника в кирпичную кладку строго запрещено.

Чугунные

Весьма восприимчивы к ржавлению, обладают повышенной ломкостью, а термические изменения, возникающие при охлаждении и разогреве, являются причиной появления расщелин, что приводит к выходу из строя теплообменника. Чугунный регистр, в связи с недостаточной обработкой металла, конструируется из литых запчастей, что снижает его надежность. Также из недостатков можно отметить – большой вес.

Стальные

Теплообменники из такого материала встречаются чаще из-за его доступности, а также возможности применения любой обработки. Согласно рекомендациям, контуры выполнены из жароустойчивой стали размером от 3 до 5 мм, прибегая к использованию труб без швов.

Из нержавейки

Стоимость такого теплообменника на уровне предыдущих вариантов, но по эксплуатационным характеристикам аппарат превышает их.

Они идеально подходят для бань, деревянных домов и коттеджей, поскольку обладают особой защитой от воздействия высоких температур, что увеличивает их срок службы.

Выбор печи с водяной рубашкой – рекомендации

Чтобы подобрать систему, подходящую именно для вашего дома, необходимо учитывать следующие параметры:

• для небольших сооружений с хорошим утеплением вполне подойдет металлическая конструкция;
• в строениях чуть крупнее продумайте схему так, чтобы одна установка могла воздействовать на все здание. Для этого можно попробовать спроектировать нагрев с помощью водяного или парового контура;
• для построек с одним этажом подключение контурного прибора осуществляется как к кирпичной, так и сделанной из чугуна конструкции;
• в многоэтажках (2, 3, 4) больше всего подходит чугунная печь-котел.

В последнюю очередь придется определиться с видом топлива, так как от этого будет зависеть разновидность и окончательная стоимость печного оборудования.

Монтаж печей для дома со схемой водяного отопления – пошаговая инструкция

Дабы избежать неприятных последствий неправильной сборки печи и теплообменника, лучше привлекать специалиста – монтажника. Он учтет все тонкости:

• Правила пожарной безопасности. Необходимо защитить от возгорания стены вокруг установки негорючими материалами.
• Сборка дымоотвода – следующий шаг. Отличные варианты комплектации можно приобрести у производителя Ferrum.
• Специальный зазор в пять миллиметров, который оставляется при монтаже труб, нужно заполнить подходящим жароустойчивым герметиком.
• Ни в коем случае нельзя замуровывать конструкцию вплотную, необходимо оставить зазор между ней и стенками в 10/15 мм, чтобы компенсировать температурное расширение.
• После проверяется комплектация, и проводится монтаж отопительного прибора (теплообменник обязательно проходит испытание на прочность гидравлическим или пневматическим давлением в шесть бар).
• В заключении мастер подключает все составляющие конструкции и проверяет ее готовность.

Правила эксплуатации

Для непрекращающейся деятельности отопительной системы мы рекомендуем соблюдать следующий порядок действий:

• В процессе работы не отсоединять радиатор от устройства. Вода при нагревании расширяется, и увеличившееся давление может стать причиной взрыва.
• Если теплообменник уже нагрелся, нельзя допускать попадание холодной жидкости в систему, так как разница температур приводит к деформации и повреждению.
• Не допускать использование пустого теплообменника во избежание прогорания.
• Для увеличения продуктивности следует применять циркуляционный насос.
• Использовать антифриз, если это необходимо.
• Кран для сливания расположить в нижней точке.

Для продления срока службы теплообменника рекомендуется подбирать установку с большей мощностью, чем вы рассчитали согласно имеющимся параметрам. Это поможет уменьшить нагрузку, которая возникнет, если печи придется функционировать на пределе своих возможностей. Такая стратегия позволит снизить износ деталей.

Чтобы отопительная система функционировала бесперебойно, соблюдайте правила эксплуатации.

Заключение

Водяная печка является замечательным решением как для небольшого коттеджа, так и для вместительного загородного дома. Хоть КПД таких тепловых агрегатов в сравнении с газовыми и твердотопливными аппаратами низок, но помещение они прогревают намного быстрее. А также обладают эффективной теплоотдачей.

В статье мы рассмотрели схемы печи для дома с водяным отоплением и узнали о профессиональном монтаже агрегата.