Термогенераторная печь — обогрев, горячая вода и электричество из дров

Плинтусные радиаторы

Это новомодный вариант, когда устанавливаются небольшие радиаторы по периметру квартиры, на уровне плинтуса и маскируется под негоже.

Главным недостатком будет этот самый плинтус, он шире и выше обычных плинтусов, а следовательно по периметру комнаты будет небольшой бортик, который не даст полостью придвинуть тумбочку или кровать к стенке. Согласитесь весьма не удобно, когда все предметы в комнате стоят от стен на расстоянии 3-5 сантиметров.

Плюсом будет более равномерное, в сравнении с радиаторными батареями, распределения тепла. В помещениях не будет тёплых и холодных углов и находиться в таком доме будет приятнее.

Достоинства и недостатки отопления от печи

Печи с водяным контуром легко сделать самостоятельно, но можно приобрести в магазине уже готовые приборы отопления. Модели характеризуются следующими достоинствами:

1. Печи с водяным контуром не нужно подключать к электросетям. Они не используют газ в качестве топлива. Приборы работают на угле, торфе и дровах, которые относятся к возобновляемым видам топлива.
2. Печное водяное отопление полностью автономно, при этом его можно совмещать с другими системами.
3. Регулировка осуществляется ручной заслонкой.
4. Стенки печи массивные, они передают тепло, нагревая воздух и окружающие предметы. Помещение отапливается равномерно за счет использования теплоносителя. Он проходит по трубам, нагревая их и радиаторы.
5. Отопление частного дома не потребует больших расходов. Уголь, торф и древесина доступны всем.
6. Печи не только отапливают помещение, их используют для приготовления пищи и нагрева воды.
7. Приборы, передняя часть которых закрыта стеклом, позволяют созерцать открытое пламя. Камины создают в домах комфортную атмосферу.
8. Конструкция печи массивная, в холодное время года она накапливает большое количество тепловой энергии. Остывание печи происходит постепенно, поэтому она еще долго время нагревает помещение после того, как прогорит топливо. Летом процессы протекают противоположным образом. Если печь в деревянном доме построена на отдельном фундаменте, в теплый сезон она выводит излишек тепла в землю, работая в качестве кондиционера.
9. Природное топливо, на котором работает печь, умеренно загрязняет окружающую среду.
10. В качестве теплоносителя используется вода. Она имеет объемную теплоемкость, что позволяет передавать тепло на большие расстояния. Вода имеет доступную стоимость. Она не горит, не токсична.

Но печи с водяным контуром имеют и недостатки. За ними необходимо постоянно наблюдать, вовремя закладывать дрова и регулировать тягу. Следует чистить дымоход и выносить золу.

Мощная кирпичная печь имеет большие размеры, поэтому ее ставят на прочное основание. Она занимает полезную площадь комнаты, из-за этого большие конструкции устанавливают в просторных помещениях. Такая печь имеет низкий КПД.

При установке печи нужно сооружать дымоход. Тяга должна быть сильной, тогда топливо интенсивно горит, а дым быстро выводится наружу. Трубу изолируют от деревянных элементов кровли и перекрытий. Установив в доме печь, необходимо поддерживать запас топлива, вовремя утилизировать золу и шлак. Это добавляет работы хозяевам частного дома.

Главным недостатком водяного отопления можно назвать то, что вода быстро замерзает. Превращаясь в лед, она расширяется, повреждая приборы. Соединяясь с воздухом, она способствует появлению коррозии на металлических элементах системы отопления. Если вода жесткая, внутри радиаторов и труб образуется накипь.

Принцип работы банной печи с баком для воды

Нагревательные агрегаты обладают следующей схемой действия: в топливник помещается топливо (дрова) и поджигаются. В процессе горения выделяется достаточное количество тепловой энергии. Теплый воздух перемещается снизу-вверх и нагревает булыжники в каменке. Таким образом камни раскаляются и поддерживают нужную температуру в помещении.

Поджег дров проводится снизу. Некоторые модели печей для бани имеют необходимость постоянно подкидывать топливо, в противном случает камни быстро остывают.

Другие разновидности агрегатов обладают большим периодом горения. Они могут работать на протяжении 7-20 часов без постоянного добавления дров. Такая возможность достигается за счет обратной направленности горения – сверху вниз.

В качестве основного топлива лучше всего использовать торфяные брикеты, ольховые полена или каменный уголь. Чтобы прогрев помещения происходит быстрее – использоваться только сухие дрова. Не нужно применять полена из хвойных пород деревьев, они будут быстро загрязнять дымоход, выделяя большое количество сажи.

Изготовление теплообменника своими руками

Не всегда есть возможность купить готовый проект печи с теплообменником. Так же не все могут сами работать сваркой. Но соорудить теплообменник в печь для отопления своими руками, не такая тяжелая задача. Применив алюминий или медь можно избежать сварочных работ. При хорошей подготовке, правильном расчёте это возможно и не обременительно. Вдобавок экономит семейный бюджет.

Расходные материалы

Выбрав место и размер, стоит обдумать из чего проще соорудить теплообменник. Можно использовать как перечисленные выше материалы, так и чугунные радиаторы отопления, автомобильные радиаторы и тому подобное. Главное правильно учитывать тепло проводимость. Точно продумать какой инструмент понадобится и подготовить его заранее. Все эти мелочи облегчат установку.

Алгоритм сборки

Начинать надо с проекта — продумывая мелочи и подбирая варианты. Исходить стоит из размера — если печь слабая, то несоразмерно большой теплообменник только навредит. Если вы используете в качестве трубы для змеевика медь, то длина не должна превышать трёх метров.

Самый простой вариант изготовления — змеевик. Для него потребуется медная труба, длинной от 2 м до 3 м.

От длины трубы и количества витков зависит скорость нагрева. Но стоит помнить — надо учитывать размер печи, топки и не злоупотреблять увеличением змеевика. Перекосы в размерах понижают срок службы печи.

Для закручивания трубы в спираль нужен шаблон. Это любая подсобная деталь цилиндрической формы. Диаметр шаблона должен вписываться в топочный размер.

Подготовив материалы приступаем:

• Изгибая трубу, наматываем её на заготовленную болванку для получения спирали;
• Соблюдаем размеры, в которые надо змеевик поместить;

Средний показатель расчётной мощности теплообменника, равен 1кВт на 10 метров площади.

Если вас не устраивает такой тип теплообменника, можно изготовить другой тип, например сварив стальные трубы. Выглядит это примерно так:

Примеры чертежей, по которым проводить работы:

Как установить?

Установить теплообменник в печь удобно во время кладки новой печи. Это позволит капитально смонтировать его, соблюдая все зазоры и размеры. При такой установке легче соблюсти правильный размер. Смонтировав теплообменник на фундамент печи, обложить его кирпичом легче, чем разбирая готовую печь, пытаться приспособить его на место. Но это тоже возможно.

Есть также важные моменты и требования, которые стоит соблюдать для увеличения сроков эксплуатации:

• не стоит фиксировать трубы конструкций металлическими крепежами;
• не стоит заливать ледяную воду, для избежания появления конденсата;
• соблюдать пропорции между печью и теплообменником, избегая большой разницы;
• использовать уплотнительные материалы с высокой жаропрочностью;
• соблюдать полностью все меры противопожарной безопасности;

Нехитрые правила помогут избежать опасных ситуаций, помогут продлить срок службы печи. Не забывайте так же о пожарной безопасности.

Примеры установки на фото:

Функции

• Чаще всего используются теплообменники для получения второго нагревающего контура. Без него топливо сгорая, нагревает стенки топки. Взаимодействуя с воздухом, нагретые кирпичи отдают тепло. Но оно по газоходу улетает.
• С помощью теплообменника в кирпичной печи, горячий воздух отдает излишки тепла циркулирующей жидкости. Позволяет повысить экономичность, получая на выходе двойной коэффициент на одну топливную единицу.
• Используется теплообменники в печах для бани, гаража, дома. В каждом перечисленном варианте у теплообменника своя функция — нагрев воды для душа, нагрев теплоносителя для отопления и тому подобное. Различные конструкции повышают области применения.

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.

Описание теплообменника

На строительном рынке продается множество электрических генераторов тепловой энергии, работающих от разного топлива. Однако иногда практичнее использовать традиционные печи. Например, в тех случаях, когда дом расположен в отдаленных сельских местностях, где не исключены проблемы с подачей электричества или газа. Приемлемо размещение печи и в дачных строениях. А вот для того чтобы печь не только могла обогревать дом, но и обеспечивала вас горячей водой, правильным вариантом будет установка теплообменника.

Теплообменник представляет собой небольшой металлический бачок, объемом от 3 до 5л, с вмонтированными патрубками. Прибор нагревает поступающую холодную воду и отправляет ее к радиаторам и в съемный бак, вместительностью до 100 л, который дополнительно присоединяется к теплообменнику. Система работы предусмотрена таким образом, что, когда печь топится, то горячей водой обеспечивается и соседнее помещение, а в случае, когда баня не используется – вода автоматически сливается из системы. Непосредственно с огнем бачок не контактирует, а установку его производят в промежутке между печной топкой и конвектором. Печь растапливают в том случае, когда система собрана и заполнена водой.

Различают в основном 2 вида теплообменников: внутренний и внешний:

1. Внутренний теплообменник размещается непосредственно внутри печи. Прост в монтаже, однако в условиях печки из кирпича, добираться к нему сложнее. С металлической печью сделать это проще.
2. Внешний – выглядит как модуль дымохода и представляет собой трубу, спрятанную внутри герметичной емкости. Эта труба отводит от печи тепло. Такую конструкцию легко ремонтировать и проводить техническое обслуживание.

Любой вид теплообменника для банной печи нужно заполнять водой, а в некоторых случаях антифризом. Жидкость в них подается из навесного бака. Циркулируя ее естественным способом, осуществляется работа системы. Иногда для циркуляции применяют электрический насос. Однако специалисты рекомендуют использовать метод естественного движения воды в системе, плюс к этому лучше, если общая длина труб не будет превышать 3 метров, а толщина – не меньше 2,5 см.

Определение площади теплообменника производится исходя из общей площади помещения бани. Как правило, для обогрева стандартного помещения, площадью 2 кв.м. расходуется примерно 5 кВт электроэнергии. Во многом этот показатель зависит и от силы горения топлива в печи, от нахождения самого котла, да и когда процесс топки прекращается, то мощность котла стремительно снижается. Расчет площади поверхности теплообменника для печи нужно делать с запасом, для организации системы, способной поддерживать необходимую температуру в бане.

Изготовление самодельного теплообменника

Чтобы изготовить теплообменник своими руками. необходимо учесть множество нюансов. Только тщательно продумав все этапы работы, в конечном результате вы получите устройство, которое сможет обеспечить оптимальную температуру в доме. Основным плюсом устройства, изготовленного своими руками, является то, что цена такого изделия значительно ниже, ведь тратиться придется только на покупку материалов.

Чтобы обеспечить максимальный уровень отопления дома, необходимо правильно выбрать материал для теплообменника. Каждый металл имеет свой уровень теплопроводности. У меди этот показатель в 7 раз выше, чем у стали, поэтому 2 трубы одинакового диаметра способны обеспечивать разный уровень обогрева. Поэтому оптимальным вариантом для такого устройства является именно медь. Цена при этом у данного материала вполне приемлема.

Что касается определения мощности теплообменника, то данные вычисления достаточно трудны. Связано это с тем, что слишком большое количество факторов влияет на этот показатель. Однако в среднем один метр змеевика диаметром в 50-60 мм способен выдавать 1кВт тепловой мощности. От этого показателя можно отталкиваться при проведении расчетов.

Особенности конструкции при изготовлении своими руками могут быть самыми разными

Можно сварить трубу в виде змеевика или же обычного прямоугольника, однако есть перечень правил, на которые стоит обращать внимание в обязательном порядке:

1. Диаметр внутренней части трубы не должен быть меньше 5 мм. В противном случае вода может просто закипеть.
2. Чтобы не допустить перегрева металла, толщина стенок должна быть не менее 3 мм.
3. Между стенками топки и теплообменником должен быть зазор, размер которого 10-15 мм. Ведь металл имеет свойство расширяться.

Такими основными правилами обладает водяной теплообменник. Его изготовление (при должном владении сваркой) не составит особого труда. Правильный подход к системе отопления дома позволит обеспечить комфортные условия проживания.

Обязательно прочтите эти материалы:

• Труба дымохода в бане
• Теплообменники для горячего водоснабжения

Особенности теплообменников

Создание теплообменника едва ли возможно без предварительного изучения особенностей и принципа работы этого устройства. В целом теплообменник – это прибор для обмена тепловой энергией между двумя средами, у которых нет собственного энергоисточника. Печь, к примеру, не теплообменник, в то время как лежанка, пропускающая через себя дымный газ и нагревающая с его помощью воздух в помещении, является таковым.

Схема теплообменника труба в трубе

Другим, более примитивным видом теплообменника можно считать процесс охлаждения бутылки под напором холодной водопроводной воды. В таком случае вода нагревается, а жидкость внутри бутылки охлаждается.

О чем следует помнить

При естественной циркуляции теплоносителя располагать теплообменник над печью следует на расстоянии 1,5 – 2,5 м. Из-за постоянного изменения геометрических параметров, трубы к стене нельзя крепить достаточно плотно. Стоит обязательно предусмотреть небольшой зазор.

Важно помнить, что если печь используется не только для обогрева дома, но и для нагрева воды, на теплообменник должно уходить максимум 10 % от общего количества выработанного тепла. При использовании для отопления конструкции с расширительным баком, объем последнего следует выбирать таким образом, чтобы находящаяся в нем вода смогла нагреться до требуемой температуры за два часа

Трубы для обратки должны иметь меньший диаметр, чем трубы для подачи теплоносителя. Материал, предназначенный для уплотнения резьбовых соединений, выбирается с достаточным уровнем жаростойкости.

Если дом не предназначен для постоянно проживания, а используется лишь время от времени, то от водяного отопления лучше отказаться. Желательно вместо воды заливать специальный антифриз, если планируется протапливание печи с теплообменником в холодное время года. Это позволит избежать разрыва труб. Помните, что добавление теплоносителя при полном нагреве печи недопустимо.

Теплообменник и печь-камин

Такой вариант подойдет для тех, кто планирует обогреть несколько комнат, но при этом любит живой огонь.

Теплообменник и печь-камин

Конструкция

Основным элементом такой системы является печь-камин, от которого во все стороны идут многочисленные трубы, заполненные теплоносителем (зачастую им выступает вода).

Важно! В зимнее время рекомендуется добавлять в воду немного антифриза!

Жидкость может циркулировать как естественным путем, так и принудительно – при помощи специальных насосов. Иными словами, печь нагревает теплоноситель, а насосы разносят его по всей отапливаемой площади.

Печь с теплообменником

Установка теплообменника позволяет существенно повысить эффективность теплогенератора, а вместо одной комнаты, как в предыдущих вариантах, можно отапливать сразу две без каких-либо особых на то затрат.

Основные виды

Современный рынок предлагает массу разнообразных печей-каминов, и все они могут оборудоваться теплообменником при необходимости в обогреве большой площади. При этом кто-то обращает внимание на тип используемого топлива, кто-то на мощность. Ниже рассмотрены самые популярные варианты.

Устройство на пеллетах, как можно судить из названия, отличается тем, что вместо дерева его заправляют пеллетами – экологически чистым топливом, которое производится путем прессования отходов деревообрабатывающей промышленности и поставляется в виде гранул.

Пеллеты

Главной причиной популярности такого вида топлива является его низкая стоимость. Более того, при горении оно практически не выделяет сажи, поэтому принято считать, что за ним – будущее.

Не меньшей популярностью пользуются варочные печи, и причина тому – полифункциональность. С их помощью можно не только обогревать помещение, но и готовить пищу. Оригинально, практично и, наверное, даже романтично (имеется в виду приготовление пищи над камином).

Инструкция по постройке печного отопления с водяным контуром

1. Роется яма.
2. Закладывается «подушка», состоящая из битого кирпича, щебенки и бута средних размеров. Ширина этого слоя равна примерно 20 см. Природные материалы утрамбовываются и заливаются цементным раствором.
3. Производится укладка кирпича. Он ложится в два ряда на цемент, а сверху застилается гидроизоляционным слоем из рубероида, пергамента и толи.
4. Возводится фундамент из кирпича на глиняном растворе.

1. Укладывается первый сплошной ряд. Во втором ряду начинает формироваться зольная камера, для которой устанавливается специальная дверца. Третий ряд повторяет предыдущий.
2. Формируется четвертый ряд. Он служит основанием для топливной камеры из огнеупорного кирпича, на нем предусматриваются пазы для установки колосниковой решетки.
3. Устанавливается П-образный котел, выполненный из стали. К нему приварены два патрубка – один сверху для подачи, другой снизу для обратки. Также в нем выполняется прямоугольное отверстие, через которое будут выходить разогретые газы.
4. Укладывается пятый ряда. В нем нужно предусмотреть каналы за боковой и задней стенкой котла. К ним устанавливаются две небольшие дверцы для прочистки от сажи.
5. Формируется шестой ряд, в котором предусмотрено отверстие между зазорами, выполненными в предыдущем ряду. Это подсосный канал для повышения тяги в отопительной печи. Здесь же осуществляется установка дверцы для топливной камеры.
6. Выкладывается стена. Нужно учесть, что вокруг дверцы, идущей в камеру сгорания, и над топливным котлом укладывается огнеупорный кирпич.
7. Устанавливаются чугунные плиты, на которых можно будет готовить пищу. На входе отопительно-варочнойкамеры прикрепляется металлический уголок.
8. Формируются камеры, а на задней поверхности выполняется канал, и устанавливаются дверцы.
9. Перекрываются металлической полоской фасад варочнойкамеры в 16 ряду. А затем она сама перекрывается укладкой кирпича на специально проложенные металлические полоски.
10. Устанавливается паро-вытяжная задвижка для вентиляции печи и формируется верхний газоход.
11. Укладывается 35 ряда, на котором начинается возведение дымоходной трубы.

Некоторые хотят использовать уже готовое устройство печи или камин, комбинируя с водяным контуром. В таком случае придется разбирать их почти до основания, чтобы установить регистр.

кран Маевского

Процесс установки водяного контура

Регистра для водяного печного отопления

Для эффективной работы оборудования для отопительной водяной системы необходимо установить так называемый регистр, который представляет собой котел или теплообменник. Его также часто называют змеевиком. Такой регистр ставя в печной топливник.

Схема водяного печного отопления для частного дома состоит из следующих элементов:

• камера горения;
• зольник;
• герметичная дверца для печи;
• люк для очистки печи;
• специальная поверхность для разогрева печи;
• инжектор;
• шибер;
• отсекатель;
• конвективные трубы;
• колосник.

Изготавливая емкость самостоятельно, важно учесть, что в целях соединения деталей применяют только сварку. Подключая трубы отопления, нужно использовать специальные элементы соединения в виде фитингов, муфт и прочего

Применение именно конструкции такого вида для дома даст возможность сэкономить на котле, для которого материалы изготовления обойдутся гораздо дешевле, нежели если купить уже готовый. Наиболее оптимальный вариант – применение обычной трубы из металла для водяного отопления, в которой просто проделываются отверстия для выходов и входов трубопровода.

Из чего делают теплообменники

Трубы оребренные

Конструкций этого устройства сегодня существует великое множество. Каждый народный умелец, занимавшийся изготовлением теплообменника, пытался внести что-нибудь свое, как-то усовершенствовать его. Поэтому все варианты рассмотреть невозможно. Между тем, самые популярные комплектующие приведены ниже:

• коллекторы;
• радиаторы от автомобилей;
• регистры;
• отопительные радиаторы;
• металлические емкости;
• змеевики.

Можно ли установить регистр для отопления в существующую печь

Правильнее, конечно, строить печь вокруг изготовленного регистра. Но, если печь уже стоит, в нее все-таки можно встроить водяной контур. Правда, придется хорошо постараться — они имеют немалые размеры а еще должны каким-то образом держаться. Так что задача не из простых. Кроме того не стоит забывать, что придется еще делать два вывода — для подключения подающего и обратного трубопровода.

Оптимальный вариант — сделать водяную рубашку под форме печи (этот — для металлической с конфорками)

Место для расположения регистра найти тоже не очень просто. Очень нежелателен его прямой контакт с огнем, но должен находится в среде горячих газов. В этом случае можно надеяться на то, что прослужит теплообменник долго.

Материал изготовления

1. Медь. За счёт своей пластичности, медь наиболее оптимальна при изготовлении теплообменника. Медная трубка проста для изгибания, придания любой формы.У неё высокий коэффициент теплопроводности более 380. Но медь так же недостаточно жаропрочный материал и дорого стоит.
2. Нержавейка. Тоже достаточно пластичный и отзывчивый материал. Хотя имеет более низкий коэффициент теплопроводности. Зато устойчив к перепаду температур. Из него можно сварить любой вариант конфигурации. ВАЖНО: Нельзя использовать оцинкованную сталь, при нагревании она выделяет в воздух ядовитые соединения цинка.
3. Металлопластик. Легкодоступный практичный материла. Легко можно найти, но у него низкий коэффициент теплопроводности! Практически на два порядка ниже, чем у меди. Зато этот материал долговечный, устойчивый к температурным перепадам.

Преимущества и недостатки

Конструкции со встроенным теплообменником имеют массу преимуществ:

• Система энергоэффективна и экономична. Кирпичная кладка не потребует серьезных финансовых вложений, затраты на трубы и радиаторы будут в любом случае, а теплообменник на порядок дешевле готовых котлов. При эксплуатации печи, затраты на обогрев дома составят несколько тысяч рублей на закупку дров за зимний период.
• Дизайн кирпичной печи скрывает неказистые элементы, при желании в систему можно добавит камин или декор.
• Обогрев помещения не зависит от местонахождения конструкции, радиаторы устанавливаются в любом месте
• Кирпичная печь остывает долго, водный контур будет горячим еще несколько часов после прогорания дров.

Некоторые издания к плюсам системы водяного контура относят возможность его установки в уже готовую печь, что в принципе возможно, но на практике такой вариант связан с большим количеством проблем, которые предстоит решить.

Разборка и последующая сборка печи самое необходимое, что придется сделать. Цена исправления неправильно установленного регистра сопоставима со стоимостью новой печки, поэтому за такими работами обращайтесь к профессионалам.

Недостаток такой конструкции является продолжением её достоинств, чтобы самому сделать печь с теплообменников необходим опыт, как в кладке кирпичей, так и в монтаже систем отопления. Если опыт приходит с годами и количеством изученного материала, то при строительстве печи с водяным контуром следует учитывать её недостатки:

Очаг является пожароопасным элементом, необходимо позаботиться о мерах препятствующих попаданию огня на легковоспламеняемые предметы; Печь занимает значительную площадь дома, проектируйте комнаты заранее, включите большой обогревательный в дизайн помещения; Около печки температура будет всегда выше, чем в остальном помещении; Процесс нагрева печи нельзя мгновенно остановить. Если используете систему с закрытым контуром и циркулярным насосом, отключение электричества (даже кратковременное на несколько минут) и остановка насоса приведут к закипанию воды в теплообменнике. Чтобы этого избежать предусмотрите комбинированную систему движения воды в контуре. При нерегулярном использовании системы отопления воду из неё необходимо сливать, что ведет к преждевременному износу всей конструкции. В противном случае вода замерзнет, что приведет к разрушению всего комплекса устройств. Нельзя разжигать печь без воды в контуре

Это приведет к разрушению регистра и реконструкции печи, чтобы использовать печь в летнее время, не «включая» батарее применяют оригинальные конструкции установки теплообменников. Существует риск отравления угарным газом, как и при использовании всех твердотопливных средств отопления, особое внимание необходимо уделить правильному изготовлению дымохода.

Сделать в доме отопительную систему на основе печи с теплообменником и батареями – экономически выгодное решение, но к проектировке и строительству необходимо подходить грамотно, учитывая все нюансы работ.

Принцип работы теплообменника

После растопки печи, вода в теплообменнике будет нагреваться. По мере повышения температуры жидкость медленно продвигается вверх по трубе. Из нижнего патрубка холодная вода попадает в теплообменник, нагревается и перемещается обратно в бак.

Категорически запрещено запускать в работу прибор «всухую», в противном случае он потеряет герметику и станет протекать. Избегать надо и использования в парилке пластиковых труб, так как при нагревании они выделяют токсичные испарения.

Отдельная разновидность теплообменников для печи применима для бани в качестве элемента дымохода. Расход тепла от сгорания топлива в таких приборах происходит более рационально. Основную тепловую энергию, которая идет для нагрева парилки, теплообменник, встроенный в печь, поглощает от топки печи. А вот устройство самоварного типа (то есть на трубе), чтобы нагреть воду использует тепло дымоходной трубы. В результате его эффективность высока.

Чтобы понять, как работает устройство, представьте себе бутылку с горячей водой, погруженную в холодную воду. Бутылка охлаждается, а вода наоборот, нагревается. По такому же принципу работает и теплообменник.

Простыми словами, это проложенный в бочке, свернутый отрезок трубы с двумя выходами, который нагревает или охлаждает жидкость. В качестве трубы подойдет медная отожженная труба. Она просто сгибается и к ней легко присоединяется резьбовая футорка.

Теплообменник для печи своими руками можно сделать по принципу водяной рубашки, когда обмен теплом осуществляется между вложенными друг в друга емкостями. Но такой тип устройства не специалисту в этом деле изготовить очень сложно.

В качестве деталей для теплообменника также может подойти старый полотенцесушитель или радиатор (возможно даже автомобильный), змеевик, регистр, коллектор или металлический бак. Газовые водонагревательные колонки б/у также годятся для этого. Выбор материалов для изготовления устройства зависит от возлагаемых на него обязанностей в дальнейшем.

Наиболее долговечный материал для теплообменника – это пищевая нержавеющая сталь. Она способна выдерживать высокие температуры, при этом ее характеристики остаются прежними. Цинк, например, при 200°С испаряется, а при более высокой температуре, становится опасным для здоровья из-за своих испарений. Поэтому теплообменники с оцинкованными профилями должны находиться под вашим наблюдением.

Конструкция теплообменников предполагает их изготовление как из листовой стали, так и из труб. Вторые, в свою очередь, имеют большую площадь нагрева. Теплообменник из труб чаще всего применяют в плитах, их размещают под варочной поверхностью. А в отопительных печах целесообразно устанавливать приборы из листовой стали, толщиной от 3 до 5 мм. Их длина индивидуальна и зависит от габаритов топливного отделения печи.

В чем польза теплообменников:

1. Благодаря использованию теплообменника, бак для горячей воды можно устанавливать подальше от печи.
2. Устройство обеспечивает быстрый нагрев жидкости и всей системы.
3. Теплообменник можно применять не только для работы в банной печи, но и в других отопительных и нагревательных оборудованиях.
4. Легко монтировать и демонтировать прибор.
5. При условии, что сварные швы теплообменника прочны и герметичны, он способен работать долго и надежно.
6. Теплообменник образует пар, нагревает воду, воздух в двух или трех помещениях.
7. Простой уход за прибором.
8. Высокий коэффициент полезного действия.
9. Можно устанавливать в любой бане.
10. Компактные размеры позволяют значительно экономить место.
11. Высокая мощность прибора и его быстрый нагрев.
12. Деформации при нагревании исключены.

Недостатки

Несмотря на множество плюсов, устройство нагревательного элемента на трубе дымохода имеет и недостатки. Один из них, наиболее важный — резкое снижение температуры дыма в месте установки теплообменника. Это может грозить ухудшением тяги и образованием конденсата, повышенным отложением сажи внутри трубы.

Кроме того, при подключении системы отопления, например, гаража нужно просчитать объем теплоносителя, чтобы избежать закипания воды и разрыва труб. Сварные швы должны быть полностью герметичными.

Любая конструкция теплообменника существенно увеличивает КПД печи. Для безотказной работы системы необходимо не реже двух раз в год проводить визуальный осмотр всех ее элементов, а при необходимости — своевременный ремонт, чистку от накипи, замену прокладок и другие необходимые работы по обслуживанию. В этом случае системы нагрева воды и отопления будут безотказно работать в течение долгого времени.

Видео: как самостоятельно построить печь с отопительным контуром

В связи с тем, что и на сегодняшний день не везде проведены газовые магистрали, печное отопление остается актуальным и незаменимым. Запастись топливом заранее и поддерживать огонь в печи — это все, что требуется от хозяина дома с печным отоплением. Поэтому в некоторых домах даже при наличии газового отопления не спешат избавиться от надежных кирпичных строений, а также устанавливают чугунные печи-камины для создания в доме не только теплой , н о и у ютной атмосферы.

Существует два основных способа приготовления горячей воды. Первый, — вода нагревается во время движения по нагревателю и подается на водоразбор. Такой нагреватель называется проточным.

Второй способ — нагревается большой объем воды в теплоизолированной емкости, затем постепенно расходуется. Такой нагреватель называется накопительным. Источником энергии обычно являются газ, электричество или разогретый теплоноситель из системы отопления.

Проточный – большой пиковой мощности

Проточный нагреватель должен быть сравнительно мощным, чтобы обеспечивать нужный расход горячей воды в кране. Для лейки душа необходима мощность не менее 10 кВт, для наполнения ванной — от 15 кВт, для двух кранов горячего водоснабжения — от 20 кВт.

Нагревать воду электрическим проточным нагревателем не дешево. К тому же нужно трехфазное подключение (свыше 6 кВт) и специальное разрешение на большую мощность.

Оптимально для обеспечения несколько кранов, установить на каждый из них компактный электрический проточный нагреватель. При этом ставится защита от их одновременной работы, чтобы не перегрузить сеть.

Более дешевый вариант — нагревание воды с помощью газа. Используются газовая колонка, или второй контур котла отопления. Мощности подобных аппаратов может хватить на два крана, а горячая вода получается дешевле.

Недостатки проточного

При проточной схеме нагреватель должен располагаться как можно ближе к крану, чтобы меньше сливать воды, пока не пойдет горячая. Рекомендуемое расстояние — не больше 5 метров. Но в любом случае будет перерасход воды и энергии. Подобный недостаток характерный и для накопительного нагревателя.

Еще один недостаток проточной схемы ГВС (горячего водоснабжения) — невозможность забрать немного горячей воды. У каждого аппарата своя минимальная мощность. Поэтому при малом расходе воды он просто не включается. В результате также происходи перерасход воды и энергии.

Скачки давления в системе вносят дискомфорт, так как меняют температуру воды на выходе.

В торговых точках чтобы продать малоподходящий проточный электрический нагреватель, просто указывают, что он выдает столько-то литров воды при такой температуре, например, +50 градусов, что на первый взгляд приемлемо. Но не указывается, с какой температуры нагревается вода. Ключевой характеристикой такого аппарата является разность нагрева температур. Ведь холодная вода обычно +6 — +10 градусов, а не +15 или +20.

Накопительная система нагрева воды

Главное достоинство электрического накопительного бака мощностью 1,5- 2,0 кВт в том, что его можно установить везде, в любом доме и квартире, где есть электропитание 220 В. Его объем обычно 25 — 150 литров (ходовой объем 50 — 100 литров). Вода в нем нагревается постепенно до заданной температуры, а при заборе возможен большой расход, снижение температуры происходит постепенно.

Как изготовить самодельный теплообменник

Регистр из нескольких труб

Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.

Материалы для изготовления

Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи

Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.

Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.

Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.

Расчет мощности теплообменника

Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.

При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.

Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.

Особенности конструкции

Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.

При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:

• ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
• толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
• зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.

Особенности монтажа

Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки

Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.

1. На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
2. При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
3. После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.

Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:

До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления

Обратим внимание и на другие сферы их применения

Металлическая печь для бани с водяным баком

Они могут выполняться из разных материалов. Чугунные печи для бани на дровах, оборудованный баком для воды, не рекомендуется использовать, поскольку металл не выдерживает резких перепадов температуры и разрушается.

Печь для бани своими руками из металла не требует устройства массивного фундамента. Для защиты поверхности пола нужно уложить металлический лист. Он будет препятствовать возможному возгоранию из-за выпавшего уголька. Поверх него добавляется асбоцементный лист.

Разрабатывается подробный проект железной печи с водяным теплообменником. Должны учитываться все конструктивные элементы: каменка, задвижка, топка, дверцы поддувала. Может потребоваться дополнительная фурнитура, которая изготовлена из стали для хорошего соединения при помощи сварочного аппарата.

Чугунная (металлическая) печь для бани обычно оборудуется железной трубой. В таком случае задвижка располагается в верху печи, поскольку это удобно нежели тянуться до трубы.

Из чего делать? Можно использовать любые железные листы или приспособления (баллоны, автомобильные диски, бочки), но лучше применять специальную сталь 20К (из нее делаются котлы). Сталь 20Х13 тоже можно применять для создания теплообменников или топок банной печи. Второй вариант отличается большой ценой. Толщина листов берется больше 5 мм.

Варианты от производителей могут оснащаться встроенным баком или быть с выносными баками. Основным материалом выступает высококачественный чугун, который служит продолжительное время и не выгорает. Нагрев воды бане с помощью металлической каменки почти ничем не отличается: кирпичный вариант дольше греется, но сберегает тепло длительное время, стальная – быстро прогревается, быстро остывает.

Особенности устройства должны отражаться в составленном проекте. Сварочные работы проводятся в соответствии с чертежами и рекомендациями.

Конструктивные особенности

Благодаря легкому изменению размеров камеры сгорания, можно регулироваться мощность печи.

Остальные важные отсеки ничем не отличаются от кирпичного варианта. В самом низу располагается топка, которая имеет поддувальное отверстие. Выше располагается каменка для расположения булыжников. Потом обустраивается задвижка, позволяющая регулировать мощность нагрева водяного бака.

Каменка делается максимального размера, который помещается на самодельном устройстве. Чтобы увеличить максимальную теплоотдачу, в конструкцию добавляется специальный кожух. Это своеобразная альтернатива дымооборота каменных печей.

Преимуществом металлической каменки выступает возможность крепления бака для воды на трубу для бани. Его просто соорудить, если имеются навыки сварочных работ.

В большинстве случаев бак для бани своими руками делается различного вида, в зависимости от выбранной конфигурации оборудования (навесной, внутренний и т.д.). Материалом выступает качественные листы металла или нержавеющая сталь.

Печь с водяным контуром для отопления дома: преимущества

Как уже было упомянуто, обычная печь не в состоянии обеспечить равномерный прогрев всех помещений в доме. В современных печах и каминах эту проблему частично решают, монтируя конвекционную камеру, к которой подключают систему воздуховодов. В результате поток тёплого воздуха от печи не предоставлен самому себе, а перемещается в ограниченном пространстве труб и регулируется задвижками, заслонками, решётками и прочими дополнительными устройствами.

Однако воздуховодные каналы громоздки, съедают полезное пространство, с увеличением их длины и количества поворотов возрастают теплопотери. Они нуждаются в наблюдении и обслуживании: периодической очистке от пыли, сажи и копоти. Сам воздух обладает низкой удельной теплоёмкостью, для передачи тепла в удалённое от печи помещение требуется принудительное нагнетание нагретых воздушных масс вентилятором. Поэтому вода, как теплоноситель, во многих отношениях предпочтительнее воздуха.

Комбинированная система отопления коттеджа с применением печи-камина с водяным контуром и солнечных коллекторов

Факт! Удельная теплоёмкость воды почти в 4 раза превышает удельную теплоёмкость воздуха. Достаточно сравнить 4,187 кДж/(кг×К) и 1,055 кДж/(кг×К).

Горячую воду легко транспортировать по трубопроводам небольшого диаметра, передавая при этом тепловую энергию на значительные расстояния. Кроме того, вода – безвредное, негорючее, нетоксичное, химически нейтральное и всегда доступное вещество.

Преимущества и недостатки печного отопления

Традиционное отопление через печку имеет как свои достоинства, так и недостатки. Традиционные печи можно встретить даже в самых современных домах. Печные отопительные системы можно использовать в частных домах или коттеджах, в загородных домах или на даче. Среди достоинств такой отопительной системы можно выделить следующие:

• Простой и быстрый монтаж. Традиционную печь можно возвести из недорогих и вполне доступных материалов.
• Простота в эксплуатации и обслуживании.
• У такой отопительной системы высокий показатель КПД. Если отопительная система спроектирована максимально правильно, то этот показатель может достигнуть отметки в 60%. Значение такого КПД почти аналогично с КПД прибора, который работает на топливе жидкого типа.
• Современное печное отопление можно комбинировать с таким прибором, как камин. Таким образом, мы получим не просто конструкцию для обогрева, но и декоративный элемент.
• Посредством печного отопления в доме можно создать уютную и комфортную атмосферу.
• Благодаря таким компонентам печи, как заслонки, можно регулировать температурный режим в доме.

Печь выступает важным элементом в интерьере дома
Система дровяного отопления имеет и свои недостатки. Скрыть такие недостатки будет неправильным, так как их нужно учесть во время организации печного отопления:

• Теряется значительная часть полезной площади. Более эффективная печь имеет большие размеры, а значит – и свободного пространства в помещении останется меньше.
• Для того чтобы печь разогрелась до необходимой температуры, требуется некоторое количество времени. Момент розжига печи еще не означает то, что она уже начинает раздавать тепло в помещение.
• Печь быстро загрязняет помещение, в котором она находится. Это означает, что его нужно будет периодически убирать.
• Печное отопление не способно обогреть дом равномерным образом. Возле печи температура всегда будет выше, чем в других частях зданиях.
• Если такую систему эксплуатировать неправильным образом, то есть риск отравиться окисью углерода.
• Опасность возгорания является более высокой.

Разжигание печки является длительным процессом

Виды

Виды теплообменников разделяются по конструкции, месту расположения и по материалу изготовления. Для каждого конкретного случая можно подобрать совокупность этих видов.

Совмещая конструкцию и материал, правильно разместив — можно неплохо поднять КПД кирпичной печи. Стоит рассмотреть — как сделать теплообменник для печи без лишних затрат. Разбирая виды существующих конструкций можно подобрать самый оптимальный теплообменник для той или иной планировки.

• Змеевик. Создается из трубы, свёрнутую в виде спирали, длинной несколько метров. Такой водяной теплообменник для печи, устанавливается в ёмкость с жидким теплоносителем. Концы трубы развальцовывают в стенки, позволяя теплоносителю циркулировать внутри, попутно нагревая воду в баке. При правильно рассчитанной длине змеевика, материала его изготовления, количества колец можно ускорить нагрев воды. Так же часть змеевика, остающаяся на воздухе, увеличивает скорость прогрева помещения.

• Теплообменник с емкостью. Бак и труба теплообменника для печи, проведена непосредственно вблизи топочного отделения. Нужно строго соблюсти градус наклонов подводимых труб, для достижения естественной циркуляции. В некоторых случаях приходится ставить электрический насос для этих целей. В этом решении есть свои плюсы — вода нагревается непосредственно пропускаясь через трубу, огибающую топку. Такое решение повышает скорость нагрева. Обычно используется для отопительного контура.

• Трубная доска. Состоит из двух полностью герметичных ёмкостей и большого количества мелких труб. Основные трубы-ёмкости, расположены на разных частях, около топочного пространства и связаны трубами. В местах соединения происходит теплообмен. Такая конструкция используется в отоплении большого пространства, вплоть до многоэтажек. Эксплуатация такого теплообменника усложнена, поскольку приходится соблюдать меры предосторожности. Здесь важен химический состав воды, из-за образования накипи возможны прорывы стенок.
• Водяная рубашка. Этот теплообменник сложнее всего создать своими руками. Его конструкция — два герметичных резервуара, расположены один в другом. Эффективна и проста в эксплуатации — теплообменник для печи из трубы. Позволяет быстро проистекать теплообмену, но сложна в изготовлении — требует профессиональных навыков.

Выбираем конструкцию прибора

Выбирая подходящий теплообменник для печи, стоит стремиться к тому, чтобы общая площадь поверхности готового изделия была наибольшей. Это позволит обеспечить наиболее эффективный обогрев помещения.

Наибольшее распространение получили регистры (змеевики). Такие теплообменники варят из гладкостенных труб диаметром 40 – 50 мм. Внешне они напоминают решетку характерной Г-образной формы. Для их изготовления можно использовать не только круглые, но и профильные трубы с близкой площадью поперечного сечения.

Обратку и выход горячей воды можно располагать как с одной стороны регистра, так и с разных.

Вариант выхода определяется конструктивными особенностями самой печи и схемой разводки труб в системе отопления.

Следующими по популярности можно назвать прямоугольные или цилиндрические баки, внутри которых располагается труба или змеевик. Длина такого теплообменника зависит от параметров топливника печи. Теплообменник, устанавливаемый на дымоход, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри него проходит труба, диаметр которой равен диаметру дымохода. Патрубки привариваются снизу. Может использоваться как для обогрева помещения, так и для нагрева воды.

Такая конструкция требует особого внимания. Из-за быстрого остывания продуктов сгорания значительно снижается тяга в самом дымоходе. Это способствует замедлению горения топлива.

Установка изделия на отопительно-варочную печь требует особого внимания. Необходимо позаботиться о том, чтобы горячие газы проходили над его верхней полкой и входили в дымоход в передней части топливника.

В таком случае плита для приготовления пищи может располагаться прямо над теплообменником. Допустимо также изготовление регистра без верхней полки. Так называемая полка состоит из нижней и боковых частей, соединенных между собой трубами.

Теплообменник для печи из чугунного радиатора

Теплообменник для печи или котла можно также изготовить своими руками из секций чугунных радиаторов, даже б/У. Если будут для этого использоваться секции старого радиатора, то перед сборкой их необходимо изнутри промыть слабым раствором соляной кислоты (6-7%), а затем чистой теплой водой, чтобы очистить их внутреннюю поверхность от всех отложений. Кроме этого, необходимо с помощью специального ключа разобрать радиатор на секции (даже новый) и заменить резиновые или картонные прокладки между ними асбестовыми нитями, пропитанными графитовой смазкой. После этого, рассчитав необходимое количество секций для теплообменника (площадь каждой около 0,25 м2) они соединяются в одну конструкцию.

Такой регистр может состоять из одного или двух рядов секций. Подсоединение труб системы отопления к такой конструкции осуществляется с помощью резьбовых соединение и соответствующих переходников, уголков и сгонов, также, как и при монтаже чугунных радиаторов, но для уплотнения резьбовых соединений, которые будут находиться под воздействием высокой температуры, необходимо также использовать асбестовые нити, а не паклю, как обычно.

После изготовления такого теплообменника, еще до установки в печь, необходимо проверить его герметичность, а для этого необходимо залить в него воду и убедиться в отсутствии протечек. Такой теплообменник будет иметь довольно большие габариты, поэтому эго лучше устанавливать не в топливнике, а в дымоходе или печном колпаке. Тем более, что чугун не терпит резких температурных скачков и при воздействии на него с одной стороны пламени, а с другой – холодной воды, он может дать трещину.

Видео по теме: