12.07.2017
956
Печник (Москва)

Важно: принцип работы таких печей заключается в наполнении специального резервуара жидкостью, которая нагревается и поступает по трубам. Для того чтобы в рабочем состоянии на поверхности не образовывались пузырьки кислорода, очень важно ещё до начала отапливания и включения очага, полностью залить резервуар водой. В этом случае прогретая вода проходит в верхнюю часть, в то время как холодная остаётся внизу.

Такие перепады температур их разделение тепловых потоков, позволяет печи на выходе получать более высокий диапазон температур и эффективно отдавать его в окружающее пространство.


Совет: если вы хотите соорудить данную установку своими руками, вам обязательно понадобится купить трубы. Для данных целей категорически не подходят пластиковые или металлопластиковые элементы, так как они не предназначены для пропускания через себя горячей воды и при использовании в такой среде начинают выделять канцерогены, которые оказывают негативное влияние на здоровье людей.

От чего зависит эффективность?

Камины печи с теплообменником могут иметь различную мощность и эффективность. Очень многое зависит от конструктивных особенностей и функционала выбранной модели. В целом, скорость прогрева и качество отапливания зависит от того:

  • Насколько существенна разница каждого температурного режима. Лучшее отапливание у тех приборов, разница которых максимальная;
  • Площадь соприкосновения приора с пространством дома должна быть как можно больше;
  • Используемые материалы, облицовка и покрытия должны быть не только прочными экологичными и огнеупорными, но и обладать хорошей теплопроводимостью и теплоотдачей.

Преимущества данный отопительных агрегатов заключаются в следующем:

  1. Конструкции вне зависимости от материалов изготовления отличаются длительным сроком службы, даже при ежедневном использовании;
  2. Используемый производителем металл или чугун не позволяет конструкции сильно перегреваться и отдавать чрезмерное количество тепла в помещения;
  3. Налаженная система подачи тепла, позволяет равномерно и в одинаковой степени отопить каждое помещение дома, в том числе и комнаты находящиеся на втором и третьих этажах при их наличии.

Важно: если вы решили использовать модель с водяным контуром отопления, важно помнить, что большие дверцы с размерами превышающими один метр запрещаются к установке и не позволяют такой конструкции правильно работать и полноценно выполнить свою отопительную функцию.

Разновидности систем

Каминные топки с теплообменником могут быть оборудованы одной из следующих систем:

Наименование системы

Детальное описание

Открытая

kamin-s-teploobennikom-7.png

Печи камины для дачи с теплообменником открытого типа, характеризуются наличием встроенного змеевика, по которому в свою очередь циркулирует вода.

Данные процессы характерны для открытых топок, а для отлаженной работы, необходимо установить специальный расширительный бак (на мансардном этаже, в подвале или на чердаке).

Закрытая


kamin-s-teploobennikom-7.jpg

Печи камины с теплообменником для дачи закрытого типа характеризуется предварительным нагревом воды в встроенном в конструкцию топочном отсеке.

Циркуляция жидкости происходит посредством установленного насоса. Перед тем как поступать по общей системе, вода должна нагреться до 90 градусов. После полного остывания вода поступает в первоначальное место. В данном случае используется специальный бак, имеющий мембрану.

За счёт своих конструктивных особенностей, теплообменник для камина может иметь один из следующих типов устройства:

  • Внутреннее. Резервуар с водой устанавливается в топочном отделе или змеевике печи.
  • Внешнее. Резервуар размещается вокруг дымоходной трубы.

Совет: если ваш дом имеет небольшую площадь или вы нуждаетесь в периодическом протапливании помещений, рекомендуем остановить свой выбор на открытой системе, цена на которую достаточна низкая в сравнении с моделями закрытого типа. Для больших апартаментов подходят камины имеющие функцию выполнения принудительной циркуляцией жидкостей и имеет полностью закрытый тип.


Интересно знать: данная категория отопительных установок может иметь как стандартный функционал и выполнить исключительно функцию прогрева так и иметь дополнительные встроенные элементы. Модели могут оснащаться варочной поверхностью или духовым шкафом. Например, печь камин с плитой и теплообменником – это не только достаточно мощный агрегат, но и средство для приготовления еды и подогрева воды, способное заменить газовую или электрическую плиту.

Выбор модели

Сегодня выбор каминов с встроенным теплообменником достаточно велик и разнообразен. Вы можете выбрать и купить модель с определённой мощностью, принципом работы и функционалом, как отечественного, так и зарубежного производства.

При выборе рекомендуем обратить внимание на следующие модели и бренды:

  1. Одними из самых эффективных в плане обогрева помещения считаются печи линейки «Викинг». В качестве топлива может использоваться уголь, поленья или покупные брикеты;

Следующая инструкция позволит произвести расчёт в других индивидуальных случаях:

  1. Для того чтобы теплообменник функционировал в полной мере его мощность должна составлять около 10 киловатт;
  2. Мощность конвекционных потоков составляет 3-4 киловатт;
  3. Варочная поверхность отвечающая за приготовление пищи (1 киловатт);
  4. На отапливание лома с метражом в 150-160 квадратов понадобится 7-9 киловатт энергии.

В целях безопасного использования, рекомендуем соблюдать и придерживаться следующих правил:


  • Теплообменник с трубами не должен закрепляться на стены посредством полностью неподвижных креплений;
  • Если прибор имеет небольшую мощность, не выбирайте большие и громоздкие модели;
  • Залитие оды в специальный бак возможно только до включения прибора. Запрещено залитие как во включенный, так и прогретый агрегат;
  • Если в некоторых местах вам необходимо воспользоваться элементом имеющим резьбу, выбирайте исключительно уплотнители имеющие высокие показатели устойчивости к заданным температурным режимам.

Совет: если вы хотите купить камин оснащённую теплообменником и имеющую максимально высокую теплопроводность и высокую скорость нагрева, отдайте предпочтение чугунным моделям. КПД таких установок может составлять порядка 75-85 процентов, при средней продолжительности эксплуатации в 10-20 лет.

Печь камин с теплообменником несмотря на некоторые неудобства в использовании, связанные с невозможностью залития воды в процессе работы и необходимости в полном отключении и остывании, имеет высокую мощность, теплоёмкость и эффективность. Что в свою очередь позволяет осуществлять быстрый и равномерный нагрев каждого помещения в доме.

pech-kamin.ru

Назначение теплообменника в отопительных системах


Отопительные системы, принцип работы которых основан на теплообменных устройствах, наиболее эффективны в комплекте с котлоагрегатами, работающими на газообразном и твердом топливе. Также это касается и электрических котлоагрегатов. Внутри их располагается змеевик, выполненный из труб, по которому проходит вода, нагреваемая от температуры сгораемого топлива.

Вода, температура которой повышается, проходит дальше по трубам, а ее заменяет уже остывшая.

Во многих частных домах по сегодняшний день для отопления применяются печи. Данное приспособление сможет отопить помещение небольших размеров, но для большого строения с многочисленными помещениями его мощности может не хватить. Поэтому здесь очень важно применение теплообменника, который своим присутствием преображает печь в полноценное устройство для отопления объемных помещений. Для самостоятельного изготовления такого устройства важно знать, что размеры его должны соответствовать габаритам топки. Существует возможность подключения к такому теплообменнику труб и радиаторов, которые помогут сделать систему намного эффективнее.


Типы теплообменников

Наиболее эффективными считаются теплообменники, теплоносителем в которых служит вода. И это не удивительно, поскольку по законам физики передача ей тепла осуществляется намного лучше, чем воздухом. Тем не менее воздушный теплообменник применяется очень часто.

Кроме тех теплообменников, которые уже были перечислены, существуют и такие, которые устанавливаются на дымоходную систему. Установка таких приспособлений происходит снаружи.

Печь с теплообменником для дома

Любые устройства, предназначенные для отопления помещений, в которых имеются теплообменники, обустроены так, что их работа максимально направлена на нагревание воды.

Конструкция системы

Суть работы теплообменного устройства, выполненного собственноручно, заключается в том, что ему от отопительного устройства выполняется отдача тепла, которое нагревает воду, а она распределяется по трубам, тем самым нагревая помещение. Такая система позволяет равномерно отапливать помещение. Благодаря такому способу значительно экономится топливо, поскольку нагрев помещения происходит намного быстрее.

Обычное отопление с наличием печи можно улучшить с помощью двух вариантов:

  • выполнить постройку печи заново под готовые габариты теплообменника;
  • выполнить монтаж теплообменного устройства, которое самостоятельно конструируется исходя из размеров топочной камеры.

Стоит не забывать и о расширительном бачке, установку которого нужно выполнить в самом верху трубопровода.

Благодаря ему регулируется количество объема нагреваемой воды, а также выпускается накопившийся воздух. В том случае, если теплообменник, выполняющий естественную циркуляцию теплоносителя, окажется недейственным, нужно будет выполнить установку насоса, который будет автоматически выполнять циркуляцию воды.

Теплообменник для печи своими руками, подсоединяется к системе отопления с помощью двух специальных штуцеров: один из них подсоединяет трубу с холодной водой, другой – с горячей. При установке теплообменника и необходимых труб важно соблюдать установленный правилами уклон (см. схему снизу).

Печь с теплообменником для дома
Принцип подключения теплообменника к системе отопления

Изготовление теплообменника своими руками

Печь с теплообменником для домаФорма и размер подобного теплообменника могут быть самыми разнообразными. Наиболее часто эта конструкция выполняется по типу регистра, состоящего из некоторого количества труб из меди либо стали. Но часто встречаются и устройства пластинчатого типа.

При сгорании топлива температура в топочной камере поднимается довольно высокая. Особенно в том случае, если в качестве топлива применяется уголь. Именно поэтому подбору материала нужно уделить повышенное внимание. Также это касается и правильности конструкции, и прочности швов, которые выполняются с помощью сварки.


Подбор материалов для изготовления

Задача теплообменника заключается в том, что теплоноситель должен передать как можно больше тепла. Поэтому очень пристальное внимание нужно уделить теплопроводным свойствам при выборе материала. Трубы из меди проводят тепло в семь раз лучше, чем из стали. Исходя из этого, можно сказать, что для передачи одинакового объема тепла нужно установить 3,5 метра труб из меди либо 25 метров труб из стали.

Печь с теплообменником для домаТеплообменники, выполненные из меди, являются самыми экономными в процессе работы. Но и при этом медь – очень дорогой материал. Для изготовления теплообменного устройства своими руками целесообразнее применять трубы из стали, диаметр которых должен быть не менее 32 мм.

В том случае, если в качестве топлива применяется уголь, то желательно для конструирования применять трубы из чугуна, поскольку у данного материала более высокие прочностные качества, а также он более медленно поддается разрушительному воздействию огня и высоких температур.

Особенные моменты в конструировании устройства


Теплообменное устройство для отопления с водяным теплоносителем, выполненное из труб гладкой структуры, называют регистром. Его конструкция напоминает собой своеобразную решетку. Данная форма является наиболее популярной при собственноручном конструировании. Не меньшей популярностью пользуются и более простые конструкции, которые представлены в виде бака прямоугольной либо цилиндрической формы. Главное, соблюдать параметры, которые будут максимально давать свободу теплообмену.

Для того чтобы правильно выполнить конструирование теплообменника для печи стоит соблюдать определенные правила:

  • размер внутренней пустоты в устройстве должен быть не меньше 5 мм. В другом случае вода будет очень быстро закипать.
  • Толщина труб должна быть не менее 3 мм, потому что при меньшем параметре материал будет слишком быстро прогорать.
  • Расстояние между теплообменником и стенами топочной камерами должно быть не менее 10 мм, чтобы металл мог свободно расширяться при нагревании.

Наиболее распространенные формы теплообменника

  1. Теплообменник, выполненный из листовой стали. Для конструирования такого устройства нужны следующие материалы: листовая сталь; профиль из стали с сечением прямоугольной формы 60х40 мм; труба, диаметр которой должен составлять 40 или 50 мм, предназначенная для подведения и отведения Печь с теплообменником для доматеплоносителя. Из стального профиля с применением сварки выполняются две формы: П-образная, для передней части теплообменника и квадратная – для задней. В квадратной задней части с помощью сварки проделывается два отверстия, к которым будут крепиться трубы, предназначенные для подвода и отвода теплоносителя. С помощью листовой стали выполняется соединение двух форм, выполняемое и сверху, и со всех боков. Данные листы играют роль стенок теплообменника для печи.
  2. Печь с теплообменником для домаТеплообменник, выполненный из труб. Обе части подобного устройства выполняются по такой же схеме, как и предыдущий тип. Разница в том, что роль стенок выполняют трубы. Их крепят с помощью сварки в профиль.
    Трубы, применяющиеся в конструкции, можно заменить на отрезки профильных труб, сечение которых составляет 40х60 мм. Это значительно облегчит сварочные работы и последующую установку. В том случае, если отопительное устройство не будет применяться для приготовления пищи, то к теплообменному устройству дополнительно примериваются трубы с маленьким диаметром. Это поможет значительно улучшить теплоотдачу.
  3. Теплообменник, выполненный из круглых труб, представляет собой конструкцию, которая размещается прямо в топке и плотно прилегает к ее стенам. Состоит такая система из двух контуров – верхнего и нижнего. Данные контуры расположены снизу и сверху топки. Соединяются они с помощью труб вертикального расположения, которые располагаются прямо возле боковых стен отопительного устройства.
  4. Плоский теплообменник для печи в виде регистра, выполненный из труб. Данная конструкция является наиболее простой и действенной. Ее можно легко установить в печи любых размеров.
  5. Теплообменник, выполненный из некоторого количества секций чугунного радиатора. Может конструироваться как из одного ряда секций, так из двух. Подобная система подсоединяется к отоплению с помощью соединений в виде резьбы. Теплообменное устройство такого типа довольно объемное, поэтому установка его происходит не в топочной камере, а в дымоходной системе. Стоит заметить, что чугун является материалом, который не любит резких перепадов температур, поэтому размещение его должно выполняться на более большом расстоянии от места сгорания топлива.

Особенности установки

Наиболее простой является установка вместе со строительством печи. В том случае, если установку выполняется в старую печь, то может возникнуть необходимость демонтажа некоторой части кладки.Печь с теплообменником для дома

Очередность действий:

  • на уже полностью готовый фундамент в место для топочной камеры выполняется установка подготовленного теплообменника для печи трубчатой конструкции.
  • При дальнейшем строительстве печи для выхода труб оставляются небольшие просветы.
  • После завершения строительства печи выполняется подключение теплообменника к общей системе отопления.
  • Система заполняется теплоносителем, а, точнее, водой.
  • Производится испытание системы отопления.

pechnoedelo.com

Что такое печь камин?

Металлический корпус с встроенной топкой и прозрачная дверь — такой внешний вид имеют данные изделия. При этом производители постоянно усовершенствуют декоративные качества, функциональность, способность быстро и качественно обогревать большое помещение. Данные агрегаты отличает простой монтаж, который можно произвести за 1 день. Комплектация включает в себя плиту для готовки пищи, духовку, но есть и более простые модели без этих функций.

Существуют кирпичные печи камины. Они представляют собой единый блок с одним дымоотводящим каналом. Однако лучшей считается чугунная печь камин, так как этот металл является самым долговечным в условиях термонагрузок. Преимущества чугуна состоят также в его долгом остывании после прекращения топки. Все модели оснащаются дверью со стеклянной жаропрочной вставкой, которая позволяет наблюдать за огнем и не бояться искр. Именно они часто приводят к пожару, если используется открытая топка.

Как работает печь камин?

Дрова сжигаются в топке закрытого типа. Через специальные отверстия в нее поступает воздух, а продукты сгорания выводятся через дымоход. Повышает эффективность агрегата и позволяет обогреть большую площадь теплообменник. Все камины с теплообменником позволяют распределять тепло равномерно по всему дому, а не нагревать одну комнату.

Схема подключения теплообменникаТеплообменник не портит внешний вид агрегата, так как скрыт во многих моделях внутри облицовки. Накопление тепла осуществляется в бойлере, из которого горячая вода подается на радиаторы отопления. Циркулируя по кругу, вода остывает и снова поступает в теплообменник печи для подогрева. Таким образом, принцип работы данного агрегата схож с работой отопительного котла.

Однако он располагается, например, в гостиной, и выглядит, как камин, придавая комнате уют очага и возможность домочадцам проводить вечера возле живого огня. Со стороны нельзя догадаться, что это — полноценная система обогрева дома. Существуют также модели без теплообменника, подходящие для обогрева небольшого дома, дачи.

Производители печей каминов

Среди европейских производителей хорошо зарекомендовали себя немецкие и итальянские фирмы. Среди отечественных производителей известна высоким качеством печей компания Экокамин. Она имеет производственные линии и собственные салоны-магазины. Следует обратить внимание на популярную модель Бавария, под этим брендом выпускается несколько разнообразных модификаций данных агрегатов тепла (пример на видео ниже). Среди них печи камины с теплообменником, духовкой, плитой и просто недорогие агрегаты без дополнительных модификаций. Внешнее оформление позволяет установить его в любой части комнаты, так как выпускаются следующие модели:

  • угловые,
  • пристенные,
  • пристенно-угловые.

Любоваться живым пламенем можно не только через дверцу, но также через боковые стенки. Компания создала модель Бавария Три стекла, в которой все стенки, кроме задней — стеклянные. Все печи камины отличаются компактностью и лаконичным дизайном, который подойдет для многих стилей интерьера: классика, минимализм, хай-тек, авангард, техно, лофт.

Как рассчитать мощность?

Все модели отличаются мощностью, от которой зависит обогрев конкретной площади помещения. Стандартно считается, что на 10 м2 надо 1 кВт мощности агрегата при средней высоте потолков (не превышающей 2,8 м). Таким образом, для обогрева площади 60 м2 рекомендуется выбирать печь камин мощностью 6 кВт. Если модель имеет дополнительные функции, расчет осуществляют, исходя из следующих данных:

  • на теплообменник идет 10 кВт,
  • на конвекцию требуется 4 кВт мощности,
  • на приготовление пищи тратится 1 кВт,
  • на отопление дома 160 м2 требуется 8 кВт.

Итак, чугунная печь камин является универсальным устройством для обогрева дома, получения горячей воды, приготовления пищи или обустройства простого камина. Функционально различающиеся модели позволяют выбрать оптимальный для своего дома вариант. Конструкция украшает интерьер, при этом живой огонь заключен в закрытой топке, что сделало эксплуатацию максимально безопасной.

opechkah.ru

Принцип действия

Идея создания камина с водяным контуром зародилась от необходимости производить нагрев сразу нескольких комнат. По своему принципу камин с теплообменником похож на отопительный котел, только владельцам дома и гостям дополнительно предоставлена возможность любоваться игрой пламени.

Основная схема, по которой работает такой камин, состоит из источника тепла и контура, где происходит передача внутренней энергии. В отличие от привычного нашему представлению камина, в котором выделенная энергия в виде излучения или конвекции передавалась воздуху, наполняющему комнату, здесь реализована ее транспортировка с помощью теплоносителя. В роли теплоносителя выступает вода или специальная жидкость-антифриз для систем отопления.

В итоге алгоритм работы камина следующий: энергия, выделяющаяся при сгорании дров, частично передается воде. Оставшаяся ее часть приходится на излучение, как и в обычном камине. Нагретая вода циркулирует по системе в разных комнатах и в радиаторах отдает свое тепло воздуху.

Достоинства подобных систем

Наличие конура отопления в камине делает его полноценным источником тепла не только в месте его непосредственной локализации, но и во всех предусмотренных в данном случае комнатах. Вода, нагретая в теплообменнике, служит для транспортировки тепла в системе отопления и используется в системе водопровода.

Правильно подобранный по мощности камин способен обогреть помещение, обеспечить жильцов горячей водой для разных потребностей. Встроенный теплообменник в камин не изменяет основного предназначения устройства. Камин, как и прежде, является символом уюта, благодаря своему характерному исполнению и возможности проводить время, глядя на магическую стихию.

Дополнение камина функциями приводит к тому, что он превращается в универсальное устройство жизнеобеспечения при автономном существовании в доме. Наличие варочной панели раскроет перед хозяйкой все возможности по приготовлению пищи. Камин с контуром отлично подойдет для дачи, когда, к примеру, в период отопительного сезона приходится проводить там длительное время.

Устройство системы отопления

Для того чтобы качественно рассмотреть принцип превращения энергии, следует всю систему отопления разбить на два условных блока: теплообменник и сама магистраль.

Теплообменник для камина может быть выполнен в виде трубы, по которой протекает вода. Чтобы повысить эффективность передачи тепла, нужно увеличить площадь теплообменника, находящегося в активной зоне (зоне топки), поэтому трубу выполняют в виде змеевика, радиатора или другого варианта лабиринта. Этот узел даже в кирпичных каминах выполнен из чугуна или стали. Чугунный змеевик способен отлично передавать тепло циркулирующей жидкости и выдерживает воздействие температур. Но литье из чугуна значительно повышает затраты на изготовление камина, поэтому альтернативой выступает стальная конструкция.

Постоянный перепад температур и воздействие открытого пламени на стальной теплообменник приводит к быстрому выходу из строя последнего. Учитывая все нюансы, применяются две различные схемы передачи тепла от пламени к воде.

  1. Первая схема называется одноконтурной. Чугунный змеевик расположен в топке и нагревается от пламени непосредственным контактом. Вода поступает в систему отопления и водоснабжения, а на ее смену постоянно обеспечивается приток холодной воды.
  2. Вторая схема – двухконтурная. Она исключает прямой контакт змеевика с открытым огнем. В корпусе камина по всему объему выполняется полость, которая называется рубашкой. Она заполнена водой. При работе камина вода в рубашке постоянно поддерживает высокую температуру, а уже в этой рубашке размещается змеевик, выполненный в удобной для конструкции форме. Энергия передается сначала воде в рубашке, а затем воде в контуре. Такой способ подразумевает лишнее промежуточное звено, что ведет к более длительному разогреву системы, однако это повышает срок эксплуатации камина.

Контур камина может быть включен в систему отопления, как дополнение к основному, так и в качестве основного. По устройству систему делят на два вида: открытая (с естественной циркуляцией) и закрытая (с принудительной).

  • В открытой отопительной системе течение жидкости обеспечено за счет первоначальной потенциальной энергии, которую получает при конвекции. Нагретая вода поднимается вверх по стояку и протекает по всей магистрали, выполненной под уклоном. В такой системе используются только металлические трубы. Ее монтаж осуществляют опытные работники, так как любая ошибка приведет к застою жидкости в одном определенном месте.

Чтобы вода имела возможность расширяться при нагревании, конструируется ответвление в самой верхней части системы в виде расширительного бака. Подобную систему отопления можно было бы назвать менее затратной, но сегодня стоимость металлических труб настолько велика, что делает это утверждение ложным.

  • Закрытая система монтируется из пластиковых труб и требует установки насоса для принудительной циркуляции воды. Идея такой системы заключается в том, что при расширении внутри жидкости повышается давление. Это ведет к увеличению температуры кипения. Такую воду можно нагреть более, чем на 100 °С градусов.

Конечно, на практике таких показателей не допускают, однако замечено, что система под давлением более эффективна. Расширительный бак тоже присутствует, только он закрыт, и внутри него имеется резиновая перегородка. Она зонирует бак на две составляющие части: первый отсек предназначен для воды, а в другой части находится воздух под давлением.

Чтобы не отвлекаться от вопроса о камине, следует отметить, что камины с теплообменником могут быть включены в систему открытого и закрытого типа.

Использование в интерьере

Не стоит забывать, что ключевым моментом в названии устройства является слово «камин». Это означает, что кроме своих технических качеств он, прежде всего, служит частью интерьера. Различные варианты исполнения предоставляют возможность подобрать модель под любую отделку комнаты.

Чугунные печи и камины оснащены дверцей их жаропрочного стекла. Наблюдать за пламенем через это стекло удобно, к тому же оно служит частью технологии медленного горения. Чугунные варианты самые оптимальные по производительности и по отделке.

Некоторые готовые модели не требуют дополнительной отделки, поскольку покрыты слоем керамики. Покупателю остается только определиться с цветом камина. Однако встречаются и такие варианты, которые придется дополнительно облицовывать. Это предоставляет возможность выполнить отделку в едином духе со стилем комнаты. Отлично подходит керамика, искусственный камень, декор кирпичной кладки.

Наличие контура в камине не мешает выполнять модели разных типов по способу установки. Угловой камин по своим габаритам подойдет для небольшой комнаты в дачном доме. Подобное расположение не просто экономит пространство, но и создает иллюзию его увеличения. Угловая модель скрывает границу перехода между стенами, поэтому взор не «цепляется» за габариты и внешне комната оценивается, как большое пространство.

ochg.ru

Разновидности теплообменников для отопительной печи

Печи для дома с теплообменником имеют множество вариантов конструктивных решений последнего.
Однако всё многообразие конструкций существующих теплообменников можно разделить на две основные группы (по месту расположения теплообменника):

  1. внутреннее;
  2. внешнее.

Независимо от конструктивных особенностей и места размещения все теплообменники заполняются жидкостью, играющей в них роль теплоносителя (вода, антифриз и т.п.).

Подключение печи с теплообменником к отопительным сетям осуществляется согласно схеме СО, разработанной для вашего помещения.

Проще всего ознакомиться с основными конструкциями теплообменников можно, рассмотрев такое изделие, как отопительная печь с теплообменником для бани.

Простейшая печь для бани может оснащаться: либо теплообменником так называемого, «самоварного» типа, который размещается на патрубок выходного дымохода печи, опоясывая его. Теплоноситель, находящийся в теплообменнике указанного типа, нагревается теплом отводимых газов. Либо теплообменником встроенным, который монтируется под конвектором непосредственно на стенку топки. Передача тепла – стенка в стенку.

В таких печах встроенный теплообменник забирает тепло, которое, при его отсутствии, пошло бы на нагрев парилки и камней. А вот теплообменник самоварного типа в этом отношении, более выигрышный вариант, так как теплоноситель в нём нагревается теплом исходящих газов, которые просто выбрасываются в атмосферу.

Плюс печи для дома с теплообменником подобной конструкции обладают большей эффективностью, так как, из-за большего объёма ёмкости, вода нагревается здесь быстрее. И затраты на топливо в последнем случае меньше.

Принцип работы печи с теплообменником

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

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

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

Особенности монтажа печи и установки теплообменника

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

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

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

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

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

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

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

А вот цинк при 200 градусах испаряется, а при 500 его пары в воздухе достигают опасных для здоровья концентраций.

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

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

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

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

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

vse-otoplenie.ru

Способы решения задачи

Очевидно, что для подогрева теплоносителя и подачи его в радиаторную систему дровяную печку нужно снабдить дополнительным теплообменником. Есть два пути: приобрести для дома готовую металлическую либо чугунную печь длительного горения со встроенным водяным контуром, либо изготовить ее своими руками. Мы изначально идем по второму пути — прикладываем труд, но экономим средства.

Примечание. Отдельная проблема — организация подогрева воды в кирпичной печи, работающей на дровах и угле. Если она уже построена, то переделать конструкцию бывает довольно трудно, а то и невозможно.

Каминная топка в разрезе

Существует несколько разновидностей самодельных теплообменников и вариантов их монтажа:

  1. Бак – котел, встраиваемый прямо в топливник или в один из дымоходных каналов.
  2. Регистр, сваренный из труб, иногда – в виде змеевика. Тоже ставится внутрь камеры сгорания либо в газоход.
  3. Теплообменник самоварного типа (техническое название – экономайзер). Устанавливается сугубо на дымоход для отбора теплоты у отходящих газов.
  4. Полноценная водяная рубашка. В упрощенном исполнении подобная печь-камин с водяным контуром показана выше на схеме.

Справка. Простейшее, но не самое эффективное решение, которое вы можете взять на вооружение, реализовано в некоторых дровяных печках для бани. Металлический бак с водой монтируется сверху корпуса либо подвешивается сбоку, если топливник имеет прямоугольную форму.

Банный отопитель с бачком для воды

Водяной контур можно изготовить из таких материалов:

  • черная или нержавеющая сталь;
  • чугун;
  • медь.

Стальные теплообменники практичны и недороги, а потому наиболее популярны. Цена меди слишком велика, а вот температура плавления – низкая, отчего при горении угля подобная конструкция может «поплыть». Что же касается чугуна, то самостоятельно отлить из него регистр не получится, разве что вмонтировать в газоход старую отопительную «гармошку» МС-140, как показано на фото. Но помните: батарея моментально лопнет при подаче холодного теплоносителя в раскаленную печку либо в результате замерзания воды во время длительного простоя.

Батарея внутри кирпичной кладки

Плюсы и минусы различных теплообменников

Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет. Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов. Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.

Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:

  1. При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
  2. Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
  3. Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке. Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
  4. Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.

Важный момент. Любые теплообменники, монтируемые внутрь топливника, забирают приличную часть выделяющегося тепла. Это снижает и без того невысокую теплоотдачу печки плюс уменьшает длительность горения с одной закладки дров или угля.

Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов. А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С. Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки. Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.

Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет. И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел. Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.

Вывод. Лучший способ получить горячую воду от стального отопителя на дровах или отработке (такие применяются в гаражах) – сделать теплообменник самоварного типа или емкость на дымоходной трубе. Для кирпичной печи вариантов немного – встраивание емкости либо регистра.

Оригинальная конструкция наружного теплообменника с импровизированным экономайзером продемонстрирована на видео:

Расчет размеров регистра

Чтобы своими руками сделать для печки водяной контур, нужно определить его размеры, а точнее, — площадь теплообменной поверхности. Для этого воспользуйтесь следующим алгоритмом:

  1. Выясните, какова площадь отапливаемых комнат и умножьте ее на 0,1 кВт. Если вы проживаете в одном из холодных северных регионов, умножайте квадратуру помещений на 0,2 кВт. Для дома 100 м² понадобится соответственно 10 и 20 кВт тепловой энергии.
  2. Из практических наблюдений следует, что регистр, установленный прямо в топливник, способен передать теплоносителю до 10 кВт теплоты с каждого квадратного метра своей поверхности. Поделите значение потребности в тепле на эту цифру и получите площадь радиатора.
  3. Для экономайзера и бака, вмонтированного в дымоходный канал, где температура ниже, принимайте значение удельной теплоотдачи не 10, а 6 кВт с 1 м² поверхности.
  4. Зная площадь, размеры прямоугольной емкости рассчитать нетрудно. А вот длина труб, из которых варится регистр, вычисляется по формуле: L = S / πD (S – площадь, D – диаметр трубы).

Примечание. При расчете отапливаемой площади не нужно брать все 100 или 200 квадратных метров дома, отнимите от них помещения, которые печь обогревает напрямую.

Если в качестве примера взять комнаты дачи с квадратурой 100 м², то теплообменная поверхность встроенного в топку радиатора должна составлять не меньше 1 м². При монтаже в газоход эта площадь увеличится до 10 / 6 = 1,67 м².

Встраиваем бак в кирпичную печь

Первое и важное правило: планировать монтаж водяного контура необходимо еще до постройки отопителя из кирпича. Переделать готовую конструкцию практически невозможно, придется ее снова разобрать как минимум наполовину. Это касается всех чисто отопительных печек – русской, голландки и шведки, не имеющих варочной поверхности.

Справка. Если у вас дома или на даче выложена отопительно-варочная плита, то переделать ее иногда возможно. Поднимите чугунную поверхность с конфорками и оцените, можно ли под нее поставить котел и какую форму ему придать. Обязательно посоветуйтесь с мастером – печником.

Предлагаем вариант простой плиты с нагревательным котлом, установленным на пути продуктов горения, но за пределами топливника. Благодаря этому бак изготавливается из металла толщиной 3 мм, чего достаточно для долгой и надежной работы. Схематично агрегат выглядит так:

Устройство дровяной плиты

Совет. Если вы подобрали другую конструкцию, где емкость монтируется в топливник, то ее стенки, обращенные к пламени, делайте из металла толщиной 5 мм, остальные – 3 мм. Для изготовления регистра используйте трубы с толщиной стенки 3,5 мм, а при установке не связывайте его со стенками печки, поскольку у металла и кирпича разные коэффициенты расширения.

При монтаже оберните бак асбестовым шнуром и зафиксируйте его на нужном ряду кладки. Такая же изоляция асбестом делается на патрубках подачи и возврата теплоносителя, проходящих сквозь стену печи. Как правильно выполняется кладка в соответствии с порядовками, подробно описывается в другом материале.

Кладка печи с водяным контуром, находящимся в камере сгорания, описывается в следующем видеоролике:

Делаем контур для стальной печки

Чтобы изготовить теплообменник самоварного типа на дымоход, подберите 2 трубы: одна по диаметру должна равняться размеру патрубка печки, а вторая – на 3—4 см больше (например, 102 и 133 мм).

Дальше действуйте в таком порядке:

  1. Определите теплообменную площадь, как описано в предыдущем разделе, после чего отрежьте обе трубы по расчетному размеру.
  2. В кожухе водяной рубашки проделайте 2 отверстия 20—30 мм и приварите к ним патрубки подачи и обратки с резьбами.
  3. Вставьте одну трубу в другую и сварите между собой, сделав перемычки из стальной полосы. Из нее же изготовьте верхнюю и нижнюю крышку для самодельного водяного контура.
  4. Проверьте агрегат на герметичность и установите на дымоход как можно ближе к масляной или дровяной печи. Больше подробностей об изготовлении показано на видео.

В отличие от внутренних водяных контуров, экономайзер без проблем подключается к различным системам отопления – с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Во втором случае важно выполнить уклон магистралей 2 мм на 1 м. п. трубы и поставить в верхней точке открытый расширительный бак.

Подключение батарей к водяному контуру

Заключение

О том, насколько полезна в эксплуатации самодельная печь с водяным контуром, судить нелегко. По отзывам пользователей, в небольших дачных домиках и гаражах такие агрегаты работают безукоризненно. Надо учитывать и тот факт, что мастер, изготовивший отопитель своими руками, не станет его критиковать, а постарается найти позитивные стороны. Ясно одно: налицо экономия средств при равномерном обогреве всех комнат здания. А вот в домах площадью свыше 100 м² стоит задуматься об установке твердотопливного котла.

qustu.com

Как работает система

Простейший водяной контур — с естественной циркуляцией потока воды. Его основа — простое физическое явление: расширение жидкостей при их нагреве. Узлом, создающим давление, является расширительный бак (емкость для сбора воды), устанавливаемый в чердачном помещении, мансарде.

Печь с теплообменником для дома

Водяной контур — это замкнутая система. Котел нагревает находящуюся в ней воду и она, расширяясь, направляется по трубе в накопительную емкость. Движение осуществляется под давлением, создаваемым постоянно поступающей в котел остывшей водой, прошедшей через всю систему. Кипяток из расширительного бака самотеком направляется вниз по трубам, ведущим к батареям. Отдав тепло, возвращается в бак и снова нагревается.

Значительно увеличить давление в системе, ускорить циркуляцию теплоносителя поможет установка насоса. При средних температурах воздуха на улице, его можно отключить и контур будет функционировать на естественном движении воды. Это позволит сэкономить на счетах за электроэнергию. Вода в насос поступает при закрытом обратном клапане. Отключая его (оставляя открытым), весь объем теплоносителя направляют в обход насоса.

Такую печь можно загружать не только дровами или каменным углем. При использовании альтернативных видов топлива существует возможность усложнить строение системы, дополнив ее:

  •   баком для хранения гранул;
  •   механизмом, подающим паллеты в топку (пневматическим или шнековым).

Облегчить эксплуатацию печи можно путем установки автоматической системы регулирования ее работы, принудительной вентиляции.

Установка водяного контура в дымоход

Теплообменник водяного контура имеет сложную конструкцию. Один из вариантов его размещения — встраивание в дымоход. Печь можно изначально строить со змеевиком, или вмонтировать его в уже готовую конструкцию.

Печь с теплообменником для дома

Особенности

Этот способ позволяет использовать тепло, которое быстро и практически бесполезно улетает в трубу. При этом:

  • Решение о установке такого вида контура принимается на этапе проектирования печи. Встроить теплообменник в дымоход уже запущенной в эксплуатацию печи фактически невозможно.
  • Тепло не отбирается у печи, топка раскаляется по максимуму.
  • Степень нагрева теплоносителя регулируется длинной змеевика. Для большого дома — большой змеевик.
  • Срок службы встроенного в дымовой канал змеевика значительно дольше, так как отсутствует контакт с огнем.
  • Требует печи с довольно объемным и сложным дымоходом, что приводит к увеличению размера печи.

Котел в виде бака в дымоход обычно не ставят, предпочитают теплообменник в виде змеевика. Его изготавливают из толстостенных труб (3–5 мм), без швов или с двойной их проваркой. Входная труба расположена в верхней части конструкции, обратка — чаще всего внизу. Трубы свариваются фасками, а не встык. Минимальный промежуток между коленями — 5 см. Сечение труб — от 4 см, чтобы вода не закипала. Более тонкие трубы можно использовать лишь при условии постоянного использования циркуляционного насоса.

В уже готовую печку можно встроить регистр, лишь полностью разобрав дымоход. Для облегчения последующей сборки необходимо заранее зарисовать схему кладки.

Монтаж с порядовкой

Печь с теплообменником для дома

Работу начинают с укладки сплошного основания и второго ряда кирпича, формируя все отделы печи: топку и дымовой канал. Змеевик размещают в дымоходе на самом начальном этапе строительства, устанавливая на кирпичные выступы. Недопустимо соприкосновение регистра со стенкой канала, минимальная щель — 2 см. Далее:

  •  в третьем ряду монтируют дверку поддувала;
  •  четвертом — проверяют ровность стен с помощью отвеса;
  •  пятом — кладут зольник, ставят колосники и начинают выполнять футеровку топки шамотным кирпичом;
  •  шестом — закрепляют дверцу поддувала;
  •  седьмом — дверцу топки;
  •  с восьмого по шестнадцатый ряд выкладывают в высоту наружные стенки, топку, дымоход;
  •  в семнадцатом окончательно закрепляют змеевик, строго соблюдая вертикаль;
  •  в девятнадцатом накрывают змеевик металлической плитой;
  •  в последующих рядах делают перекрытие печи, оставляя проем с дверкой для чистки теплообменника.

Установка теплообменника в топку

Устанавливаемые в топку котлы отличаются разнообразием конструкций и не требуют большого объема топки. Представленный на фото теплообменник модели паук имеет симметричное двухстороннее строение, может состоять из разного количества ребер. Он достаточно компактен. Через его проемы открытый огонь отлично нагревает стенки печи.

Печь с теплообменником для дома

Особенности

  • возможность обогрева больших площадей;
  • несколько вариантов строения котла (в виде широкого бака или плоской емкости);
  • плоские котлы и баки имеют больший объем, чем конструкции из труб, и позволяют использовать часть воды для санитарных нужд;
  • затрудненная, но тем не менее реальная возможность встраивания в уже сложенную печь.

Трубчатый теплообменник наиболее популярное решение для встройки в топку. Он может:

  •  иметь различные простые и сложные формы, габариты;
  •  устанавливаться по наружной стороне топки или двум — трем сторонам;
  •  легко выниматься из печи для профилактического осмотра и ремонта.

Выбирайте бесшовные модели. Их отличительный признак — отсутствие продольной линии сварочного шва. Шовные трубы часто трескаются при нагреве.

Монтаж

Печь с теплообменником для дома

Теплообменник ставится на нижний ряд кирпичей в топке и обкладывается шамотным камнем. Размер конструкции подбирают с учетом параметров топки. Должно остаться достаточно места для закладки дров. Регистры не должны прикасаться к стенам топочной камеры, но и слишком большое расстояние не пойдет на пользу. В топке оставляют отверстие для входного патрубка и затем выкладывают свод.

Установка змеевика на трубу

Это отличный и достаточно простой способ повысить КПД печки. Дымовые газы накаляют трубу до чрезвычайно высоких температур. Наружный змеевик, как и внутренний, помогает снизить температуру и несколько остудить внешние поверхности дымохода. Внешний водяной теплообменник особенно часто ставится на дымовые трубы из металла. Это отличное вспомогательное устройство для прогрева помещений малой площади.

Печь с теплообменником для дома

Такой теплообменник имеет два патрубка. Верхний соединяется с трубой, идущей к накопительной емкости, нижний – с контуром отопления. Сделать такую конструкцию легко, также как и закрепить на трубе.

Используйте медную трубу или готовые модули.

Печь с теплообменником для дома

Важные моменты строительства печи

Для того, чтобы водяной контур функционировал с максимальной отдачей, правильно сконструирована должна быть не только отопительная водная система, но и сама печь. Только лишь соблюдение порядовки недостаточно. Важно полное соответствие технологии печного строительства.

Фундамент

Его вид и толщина зависят от размеров печки. Массивную классическую русскую печь рекомендуют устанавливать на добротный ленточный фундамент. Менее габаритным современным отопительным конструкциям достаточно бетонной подушки в полтора десятка сантиметров толщиной, иногда — на каркасе из арматуры.

Кирпич

Для наружных стен берут керамический огнеупорный кирпич. Для основания — его же, возможно бывшим в употреблении. Специалисты рекомендуют обязательно выполнять футеровку внутренней поверхности топки шамотным камнем. Для более презентабельного вида фасада, его можно сразу класть из облицовочного кирпича или выполнить такую отделку позднее.

Раствор

Раствор для кладки готовят традиционно: смешивают песок с глиной, разбавляют водой и добавляют немного цемента для прочности. Можно приобрести готовый состав для кладки на основе цемента со специальными добавками.

Кладка

Основное условие прочного строения — наличие качественной перевязки швов. Они не должны совпадать ни при каких условиях. Идеально, когда швы нижнего кирпичного ряда попадают под середины кирпичей, лежащих в следующем ряду. Для этого, начиная ряды, чередуют целые кирпичи и их половинки.

Печи с водным отопительным корпусом имеют довольно простую и понятную конструкцию. Они популярны, благодаря своей дешевизне и неприхотливости в эксплуатации. И если вам не по нраву использование природного газа для обогрева домостроения или нет доступа к газовой сети, такой вариант отопления следует рассмотреть первым. Сложенная хорошим мастером, такая печь никогда не разочаровывает своих владельцев.

izkirpicha.com