Печные котлы отопления – расположение и виды теплообменников, устройство системы

Печь с котлом водяного отопления – экономичный вариант домашней системы отопления

Отличный вариант организации автономной системы отопления в частном доме или бане – стационарная печь с котлом водяного отопления.

Подобное устройство отличается практичностью и экономичностью, высокой теплоотдачей и КПД, что позволяет эффективно отапливать помещения различной площади в короткий промежуток времени.

Подобную систему достаточно просто организовать собственноручно, не привлекая дорогостоящих специалистов.

Конструктивные особенности печи с контуром

Печка с отопительным контуром обеспечивает равномерный и быстрый нагрев помещения благодаря теплоносителю (вода или другая жидкость), который находится внутри системы. Тепловая энергия, выделяемая при топке, используется для обогрева помещения и нагрева воды в системе.

Отопительное оборудование такого типа оснащается металлическим нагревательным контуром. Он представляет собой резервуар со штуцерами и подведенными к ним трубами.

Современные печи с контуром для отопления выполняются из металла или огнеупорного кирпича, с различным размещением каменки, а также с водяной емкостью.

Конструктивно печной котел представлен двумя видами:

  • Котел в дымоходе . Подобное устройство отличается высокими эксплуатационными характеристиками, продолжительным сроком службы и простотой использования. Единственный недостаток конструкции – невозможность обогреть большие помещения.
  • Котел в топке . Он предназначается для обогрева больших площадей, отличается доступностью и долговечностью. К недостаткам можно отнести близкий контакт с открытым огнем, что приводит к сильному перегреву и разрушению металлических элементов конструкции. Кроме того, высокая температура отопительного контура приводит к быстрому образованию сажи и снижению КПД устройства.

Разновидности теплообменников для печи

При создании автономной системы отопления используется два типа теплообменников: плоские и трубчатые.

Теплообменник плоского типа

Печные котлы с теплообменником плоской конфигурации – практичный вариант для загородных домов, частных дач и бань. Их легко изготавливать, устанавливать и обслуживать.

Такие устройства монтируются вертикально и горизонтально, имеют высокий коэффициент полезного действия. Плоская конструкция котла отличается большим объемом камеры, что обеспечивает быстрый нагрев воды, необходимой для отопления и проведения водных процедур.

Существенным недостатком оборудования является снижение тепловой отдачи от стеновых конструкций печи. Теплообменник представлен в П-образной форме, монтируется по всему периметру топки. Это приводит к снижению температуры нагрева внешних стен печи и увеличению времени на обогрев помещения. Это проблематично только в тех случаях, когда отопительная печь установлена внутри жилых помещений, где процесс топки осуществляется постоянно.

Увеличить скорость нагрева плоского котла можно несколькими способами: удлинить каменку и расположить ее над топкой или использовать дымоход из металла, предварительно увеличив его длину.

Теплообменник трубчатого типа

Трубчатый котел в печку отличается типом и размерами конструкции, способом монтажа. При необходимости ремонта или замены теплообменник можно легко демонтировать из печи.

Чтобы изготовить трубчатый регистр для печи из кирпича, используются бесшовные водяные трубы, поэтому он считается самым надежным, безопасным и долговечным.

При выборе или изготовлении теплообменника нужно помнить, что его конструкция и габариты должны полностью соответствовать форме топки, что позволит нагревать максимальное количество воды. Качественно выполненный регистр обеспечивает большую площадь теплового обмена.

Основные эксплуатационные характеристики печей

Обустроенная печь с котлом водяного отопления своими руками предназначена для выполнения двух важных функций: обогрева помещений и нагрева воды. К тому же она может быть оборудована варочной поверхностью и духовкой, что позволит использовать ее для приготовления еды.

Отопительное оборудование обладает рядом преимуществ:

  • Традиционная печь за 1 час работы выделяет до 7 тысяч Ккал тепловой энергии, которой достаточно для обогрева дачного домика. Котел отопления имеет более высокий КПД, что позволяет обогреть большой жилой дом и баню. При этом низкий расход топлива приводит к существенной экономии.
  • Комбинированная система отопления, состоящая из печи и котла, обеспечивает максимальную производительность при минимальных расходах.
  • Основным топливом является древесный уголь, дрова или пеллеты. Подобные материалы доступны в цене, удобны в транспортировке и хранении.
  • Печи, оснащенные водяным контуром, не требуют беспрерывной топки. Достаточно одной закладки топливного материала в сутки, чтобы обеспечить быстрый прогрев помещений и горячее водоснабжение.
  • КПД комбинированных устройств по сравнению с традиционными печами достигает 85 %.
  • Организовать автономную систему отопления, комбинированную, с водяным контуром, под силу любому домовладельцу, подготовив необходимые инструменты и материалы.

Правила безопасности эксплуатации печей с водяным контуром

Чтобы обеспечить исправную работу печи с котлом, рекомендуется соблюдать важные правила безопасности, а также рекомендации по уходу за оборудованием:

  • Устройства с водяным отоплением должны эксплуатироваться под надзором человека. Это относится к закладке топлива и регулярной чистке камеры от сажи и золы.
  • Безопасная работа печи предусматривает контроль над дымоотводными каналами. Перед началом топки необходимо проверять техническое состояние каналов и положение задвижек. В момент разведения огня задвижки должны быть полностью открытыми.
  • Подобная система рекомендована к использованию в зимний период, когда требуется обеспечить быстрый нагрев помещений и горячее водоснабжение. Использование печи с водяным контуром летом только для приготовления пищи и подогрева воды нерационально. В этом случае рекомендуется выбрать более экономные тепловые источники.
  • Открытый огонь приводит к чрезмерному нагреву печной конструкции, что может стать основной причиной поломки теплообменника.
  • При использовании самодельной системы отопления можно установить насосную установку для нагнетания жидкости и приборы для контроля над уровнем давления.

Возведение кирпичной печи с отопительным котлом

Строительные работы начинаются после подготовки типового проекта и изготовления теплообменника, по габаритам которого выполняется кирпичная кладка печи.

Печь с водяным контуром может размещаться в удобном для эксплуатации и обслуживания месте.

После строительства фундамента готовится порядовка печи с учетом водяного контура – план расположения поддувальной и топливной камеры, дымоотвода и варочной поверхности (если она присутствует).

Для возведения печи с котлом используется жаростойкий кирпич без сколов, трещин и повреждений.

Возведение печи проводится поэтапно:

  1. Подготовка печного раствора из глины, песка и воды. Можно приобрести готовую смесь, но опытные мастера замешивают раствор для кирпичной кладки собственноручно.
  2. На фундамент укладывается слой гидроизоляции из рубероида или пленки.
  3. На гидроизоляцию равномерно наносится печной раствор и укладывается начальный кирпичный ряд. Далее согласно схеме выполняются последующие ряды, а в топку монтируется теплообменник.
  4. Обустраивается зольник и топочное отделение. Правильность кладки проверяется строительным уровнем.
  5. Фиксируется дверка в топочное отделение, выкладывается печной свод и дымоотвод. Для обкладки внутренних стен топки и дымоотвода применяются скругленные кирпичи.
  6. После завершения кладки выполняется монтаж водяного контура. К теплообменнику подводятся водяные трубы, соединенные с радиатором отопления. Монтируется расширительный резервуар, а готовая система наполняется водой или другой жидкостью.

Завершающий этап – декоративная отделка печи штукатурным составом или изразцами, а также тестовая топка, чтобы выявить и устранить недостатки конструкции.

Экономичную печь с отопительным контуром можно возвести собственноручно. Такая конструкция безопасна, практична и долговечна, с высоким КПД, к тому же независима от централизованных источников энергии.

Сооружение теплообменника для печного отопления

Для автономной теплотрассы частного дома или бани применяется стационарная печка. За счет высокой теплоотдачи и КПД быстро нагнетается комфортная температура. Чтобы сократить затраты на обустройство системы, котел в печь отопления можно изготовить самостоятельно.

Необходимость котельного оборудования в отопительной печи

При сгорании топлива в печи полезное тепло направляется в воздух или утекает через дымоход. Маломощного отопительного агрегата в ряде случаев не хватает для эффективного прогревания теплоносителя. Печные котлы оправданы по нескольким причинам:

  • полноценный прогрев дальних помещений – не нужно подключать дополнительные электрические приборы;
  • создание тепловой завесы – окна не потеют, дом не подвергается процессам гниения;
  • улучшение циркуляции внутри системы отопления – сохраняется разность температур на различных участках теплоносителя;
  • устранение коррозии на металлических частях печи.

Совместить печной обогрев с радиаторной разводкой в доме можно при помощи встроенного в отопительную или варочную поверхность котла.

Изготовление теплообменника своими руками

Собственноручно допускается встраивать плоские, воздушные и трубчатые теплообменники. При сооружении устройства необходимо принимать во внимание трудозатраты и себестоимость проекта.

Простое приспособление

Плоский теплообменник повышает КПД печки, устанавливается в котел вертикально или горизонтально. С элемента легко снимать сажу и копоть, а за счет большого объема его можно адаптировать под нужды ГВС.

Пластинчатый рекуператор выглядит как труба большого диаметра, внутри которой находится меньшая. По ней двигается вода в нагретом состоянии, процесс охлаждения происходит в большом патрубке.

Своими руками конструкция изготавливается из медных трубок. Одна должна быть больше другой на 4 мм в диаметре. Работы выполняются так:

  1. Крепление сваркой бокового тройника на две стороны трубки снаружи.
  2. Установка меньшего по диаметру патрубка.
  3. Приваривание элемента к торцам большой трубки в предварительно зафиксированном положении.
  4. Монтаж коротких трубок на выходе к тройникам. Они нужны для движения теплоносителя.
  5. Соединение деталей отрезками с поочередным привариванием тройников на боковые части в виде змейки.

Стальные трубки должны быть больше медных, сборка осуществляется поблоково.

Сложный рекуператор

Котел теплообменного типа для печного отопления выглядит как емкость с патрубками и нагревателем. Он состоит из двух секторов с взаимным нагревом. Теплоноситель циркулирует, попадая в замкнутый контур бака, греется до 180 градусов. Вода направляется в основную магистраль после прохождения по маленьким трубкам.

Чтобы сварить теплообменник самостоятельно, потребуются такие материалы:

  • готовый резервуар вместимостью от 90 до 110 л;
  • листовая сталь толщиной 2,5-3 мм, если бак делается своими руками;
  • анод;
  • 2 трубы из меди длиной до 4 м для ТЭНа;
  • устройство, регулирующее мощность нагрева.

Перед началом работ необходимо сделать чертеж готового изделия, а затем приступать к сборке:

  1. Установить резервуар на высоте 1 м от пола и на 3 м от печи.
  2. Сделать два отверстия справа со стороны печки и наверху слева.
  3. Подвести отвод для водогрейных приборов снизу, наклонив его на 2-3 градуса.
  4. Подключить верхний отвод в обратном направлении с наклоном в 20 градусов.
  5. Врезать в нижний отвод выходной 2 сливных крана – для емкости и для системы.
  6. Герметично запаять отверстия для равномерного прогрева комнат.
  7. Выгнуть медную трубку в виде спирали.

Готовый теплообменник наполняется водой и проверяется на предмет протечек. Если все в порядке, котел для печки можно вводить в эксплуатацию.

Создание схемы разводки отопления

Совмещать печь с водонагревательным котлом и подключать контур к отопительной системе можно по двум схемам.

Открытая система

Теплоноситель движется гравитационным способом, поэтому требуется установка циркуляционного насоса. Он ставится на байпас, снижает температурную разницу обратки и подачи, увеличивает скорость движения воды и качество теплоотдачи. Без электричества линия будет работать по принципу самотека.

Для его организации понадобится увеличить линию и горизонтальные наклонные в диаметре. Открытую систему оснащают разводящим коллектором на 32 мм с наклоном от 3до 5 мм на каждый погонный метр. Расширительная емкость находится вверху, в нее поступает воздух из коммуникаций.

Закрытая система

Радиаторная сеть предусматривает принудительное движение воды. Тягу в данном случае создает насос. Он же нагнетает давление от 1 Бар для холодного теплоносителя. Резервуар мембранного типа, находится снизу. Для его соединения с магистралью применяется отсекающий кран. Устройства безопасности (воздухоотводчик, манометр, спускной клапан) ставятся обязательно.

Автономный котел в кирпичную печь лучше подключать по самотечному способу.

Мнение экспертов о самодельном теплообменнике в печь отопления

Профессионалы делают несколько замечаний по поводу монтажа котла в отопительную установку:

  • Эффективность результата комбинированной системы без переплат.
  • Возможность использования любого вида топлива. Подойдут опилки, уголь, паллеты и дрова, хранящиеся в сухом месте.
  • Печной агрегат, у которого есть водный котел, не нужно топить постоянно. Топливо закладывается 1 раз в 12-24 часа.
  • Система, где реализован длительный тип сгорания, позволяет качественно прогреть постройку и обеспечить ГВС.
  • При отсутствии навыков сварки и понимания процесса изготовления стоит избегать самодельных отопительных приборов. В порядке исключения рассматривается монтаж на даче или в населенных пунктах с перебоями электричества.
  • Оптимальный тип дымохода для печки с котельным резервуаром – колпаковый. Теплообменник в виде регистра из труб с большим сечением ставится внутрь.
  • Чтобы не тратиться на медную арматуру, можно работать с бесшовными трубами. Они не растрескиваются при нагревании.

Самодельный твердотопливный агрегат с контуром водяного типа допускается применять в зимнее время. Он быстро и качественно обогреет большое жилье, обеспечит бесперебойность подачи горячей воды. Перед началом работ нужно выбрать качественный материал для теплообменника, который не будет греться от поверхности печного сооружения.

Как сделать отопительно-варочную печь с котлом водяного отопления

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления является отличным вариантом для частного дома или бани. Устройство экономично в использовании, имеет высокую производительность и теплоотдачу. Это позволяет обогревать помещение с небольшой площадью за относительно короткое время. Отопительно-варочную печь с котлом водяного отопления можно сделать самостоятельно, без привлечения специалистов.

Печь с водяным контуром достаточно быстро нагревает помещение благодаря теплоносителю. Это может быть вода или другая жидкость, которая движется в системе. Нагревается она теплом от самой печки. Таким образом и функционирует система.

Чтобы система могла работать, в обязательно порядке необходимо устанавливать металлическую ёмкость, которая будет выполнять функции теплообменника. Выглядит она как обычный резервуар со штуцерами с подведёнными к ним трубкам. Современные прототипы таких устройств делаются из металла и огнестойкого кирпича, может оснащаться различными декорациями сверху, цветной плиткой и т. п.

Конструкция может выполняться двумя способами:

  1. 1. Теплообменник находится в топке. Такая конструкция предназначена для обогрева больших площадей, отличается продолжительной работой и долговечностью. Но есть и недостатки. К ним можно отнести близкое расположение к огню, что способствует прогоранию металлических частей. Если не очищать дымоход от сажи, то КПД постоянно будет падать.
  2. 2. Теплообменник в дымоходе. Простота в использовании и эксплуатации, высокая производительность и продолжительный срок службы у этого агрегата тоже есть. Но обогреть большие помещения вряд ли удастся с помощью такого устройства.

Для автономной системы отопления с использованием печки применяют два вида теплообменников: плоские и трубчатые. И у первых, и у вторых есть свои преимущества и недостатки.

Теплообменники плоского типа являются практическим вариантом для загородных домов, бань, коттеджей и т. п. Их изготовление очень простое, ровно так же, как и эксплуатация. Устройства имеют и вертикальное, и горизонтальное расположение. КПД на высоком уровне. Благодаря плоской конструкции устройства вода быстро нагревается, а её количество довольно большое для того, чтобы отопить дом или принять водные процедуры.

Существенным недостатком конструкции является низкий уровень теплоотдачи от стен печи. Устройство в виде буквы П устанавливается по всему периметру печи, поэтому эффективность такой конструкции небольшая. Целесообразно устанавливать её только тогда, когда печкой пользуются постоянно для варочных или других целей. Тогда комната будет успевать прогреваться.

Решить проблему можно двумя путями. Как вариант, делается расширение верха самой печки, и теплообменник устанавливает прямо на неё или расширяется дымоход.

Трубчатый теплообменник отличается от плоского монтажом и размерами самой конструкции. Основным преимуществом является возможность лёгкого демонтажа и проведения профилактических работ.

Печной теплообменник трубчатого типа изготавливается из бесшовной трубы. Это обеспечивает надёжность и долговечность работы конструкции. Она имеет ещё и достаточно большой уровень безопасности.

При конструировании и изготовлении теплообменника трубчатого типа нужно помнить, что его форма должна точно повторять форму печного проёма — так можно добиться идеальной теплоотдачи.

Обустроенная печь-котел для отопления дома выполняет две важные функции — обогрев помещения и поставка горячей воды.

Также в неё может быть вмонтирована варочная поверхность и духовка. Такие дополнения позволят использовать её в целях приготовления пищи.

У отопительного оборудования есть масса преимуществ:

  1. 1. За час работы обычная печка может выделить до 7000 Ккал энергии, что будет достаточно для отопления дома с небольшой площадью. Печка-котел, в свою очередь, имеет энергии для отопления дома и бани, а также подачи горячей воды, что существенно экономит бюджет.
  2. 2. Такая система комбинации котла и печки может обеспечить максимальную производительность при минимальных затратах.
  3. 3. Основным топливом для конструкции являются дрова. Хотя можно использовать пеллеты, уголь и опилки. Все они очень дешёвые и доступные.
  4. 4. Встроив котёл в печь для отопления своими руками, не нужно будет целый день топить, чтобы в доме было тепло и постоянно была горячая вода. Потребуется всего одна закладка дров, и на одни сутки этого будет достаточно.
  5. 5. Коэффициент полезного действия по сравнению с обычными печками может достигать даже 90%.
  6. 6. Используя чертежи и современные технологии, материалы и инструменты, такое оборудование может самостоятельно сделать даже неопытный мастер.

Чтобы печка работала исправно вместе с котлом, необходимо соблюдать важные правила безопасности, а также общие рекомендации по уходу за оборудованием. Если это не учитывать, то может всё закончиться тяжёлыми последствиями. Как минимум КПД сильно упадёт, если не проводить регулярную чистку, но могут быть и взрывы с летальными исходами. В связи с этим рекомендуется придерживаться некоторых пунктов:

  1. 1. Устройства, в конструкции которых есть водяной контур, должны постоянно работать под присмотром человека. Относится это к закладке дров, чистке от сажи и другим профилактическим действиям.
  2. 2. Для обеспечения безопасности работы следует постоянно следить за состоянием дымохода. Перед каждым запуском необходимо проверять техническое состояние задвижек и каналов. Когда огонь только начал разгораться, задвижки должны быть полностью открыты.
  3. 3. Такую систему рекомендуется использовать только зимой, когда есть потребность в быстром отоплении дома и подачи горячей воды. Использование конструкции в летнее время года нерационально, поскольку топить нужно только в целях приготовления пищи, ввиду этого часть тепла будет улетать в трубу.
  4. 4. Печка имеет очень высокую температуру при работе, поэтому она сильно нагревает теплообменник, что может привести к его поломке. Как правило, это прогорание металлической пластины.
  5. 5. Если самостоятельно сооружать конструкцию, то можно дополнительно вмонтировать насос, чтобы жидкость быстрее двигалась в трубах, а также датчики и термостат для контроля за давлением.

Вмонтировать котёл в печь своими руками по чертежам несложно. Другое дело полностью изготовить такое устройство самостоятельно.

Для начала подготавливается проект, после чего делается согласно чертежам теплообменник, который должен в последующем монтироваться в печку. Собственно и печка возводится по его габаритам.

При проектировании нужно подумать, каким образом устройство будет располагаться в комнате. Место должно быть удобным для пользования и общедоступным.

После того как фундамент установлен, готовится кирпич для кладки. Он должен быть огнеупорным, без каких-либо сколов, повреждений и трещин. Также нужно предусмотреть в проекте месторасположение поддувала и камеры сгорания, дымоотвода, варочной поверхности. Последнюю можно и не монтировать, всё зависит от предпочтений хозяев дома.

Постройка происходит в определённой очерёдности:

  1. 1. Для начала подготавливается раствор. Он состоит из воды, глины и песка. Такую смесь можно уже в готовом виде приобрести в специализированных магазинах, но опытные мастера делают её самостоятельно.
  2. 2. Фундамент изолируется слоем плёнки или рубероида.
  3. 3. Поверх укладывается равномерный слой раствора и кладутся первые ряды кирпича.
  4. 4. Обустраивается топка и зольник. Точность кладки нужно проверить с помощью строительного уровня.
  5. 5. Дальше фиксируется дверка и делается свод. Также монтируется дымоход. Для стен дымохода нужно использовать полукруглые кирпичи.
  6. 6. На завершающем этапе происходит монтаж водяного контура. Подсоединяются трубы и батареи, ёмкость для теплового обмена. После этого заливается жидкость. Можно использовать обычную воду или подготовленные растворы.

Также при желании можно сделать декоративную отделку печи. Экономичное устройство печки можно сделать и самостоятельно. Такое устройство долговечное, имеет высокий коэффициент полезного действия, поэтому дом получит установку, независимую от централизованного отопления.

Схема, где котлы встраиваются в печку, имеет довольно большое будущее, несмотря на то, что они не столь популярны на сегодняшний день.

Печной котел или теплообменник для печи своими руками

Для того, чтобы использовать печь для водяного отопления дома в ее конструкцию включают печной котел или теплообменник, с помощью которого тепловая энергия сгорания твердого топлива передается теплоносителю системы. Они могут быть самых разных конструкций. В этой статье мы рассмотрим некоторые из них, а также то, как можно изготовить печной котел или теплообменник для печи своими руками.

Содержание:

Эффективность теплообменника для печи

Для того, чтобы определиться, какой теплообменник для печи выбрать и какая конструкция эффективнее, необходимо, первоначально, выяснить что же на его эффективность влияет. Можно выделить такие основные факторы, влияющие на его теплопередающую способность:

  • площадь его поверхности, чем она больше, тем большее количество энергии передается;
  • теплопроводность материала, из которого он изготовлен;
  • разница температур – чем она больше, тем больше передается энергии.

На основании этого можно сделать следующие выводы:

  1. Конструкция печного котла или теплообменника для печи должна быть такой, чтобы площадь его соприкосновения со средой с высокой температурой (пламенем или горячими газами) была максимальной. Исходя из этого, можно заключить, что конструкции котлов тех же размеров, изготовленные из труб будут более эффективными, чем такие же – из листового металла. Хотя здесь имеет значение и частота расположения труб и их диаметр. Чтобы не гадать, необходимо просто подсчитать суммарную площадь поверхности теплообменника, которая будет контактировать с горячей средой – чем она получится больше, тем лучше. Сделать это сможет даже школьник.
  2. Для изготовления теплообменников необходимо использовать материалы обладающих хорошей теплопередающей способностью. Но кроме этого, они должны выдерживать температуру и агрессивность той среды, из которой он будет забирать тепло (топливник или дымоход). Из доступных материалов, это может быть сталь или чугун. Хотя чаще всего используется именно сталь: в виде труб или листовая. Это объясняется, как наличие широкого ассортимента ее профилей и толщины, так и относительной простотой работы с ней: ее несложно сваривать или изгибать для получения конструкции выбранной формы. С другой стороны, чугун более устойчив к агрессивной среде, но это хрупкий материал, не терпит ударов и резких изменений температуры, поэтому для изготовления теплообменника могут использоваться только готовые отлитые секции. Одним из примеров такого теплообменника может быть его конструкция, изготовленная из секций обычного чугунного радиатора, рассмотренная ниже.
  3. Для обеспечения надежной естественной циркуляции теплоносителя имеет значение разница температуры теплоносителя на его входе и выходе, чем она больше, тем лучше будет циркуляция. Поэтому входной патрубок, подающий «холодную» воду (обратка) и выходной, с нагретой водой, должны располагаться на разных уровнях: первый у основания, а второй – в верхней части камеры, где происходит теплообмен (топливник, дымоход, колпак печи). При использовании циркуляционного насоса и принудительной циркуляции это может быть не так важно, но и в этом случае для печных котлов необходимо обеспечивать максимальную естественную циркуляцию. Так как в отопительных устройствах использующих твердое топливо, к которым относятся и печи, практически никогда принудительная циркуляция не применяется в чистом виде, а только совместно с естественной, с возможностью переключения с одного режима на другой в случае отсутствия электроэнергии (используя байпас). Да и при наличии условий для нормальной циркуляции циркуляционному насосу легче создавать принудительную.

Теперь рассмотрим несколько конструкций печных котлов или теплообменников для печи с водяным контуром, из разных материалов, разной сложности, но которые вполне можно изготовить своими руками, если иметь некоторые навыки работы с металлом и умение проводить сварочные работы. В крайнем случае, можно выбрать компромиссный вариант: подобрать наиболее подходящую конструкцию, подготовить материалы: листовой металл или трубы необходимых размеров и толщины, а сварочные работы поручить опытному сварщику.

Конструкции теплообменников для отопительных печей

Особенностью теплообменника для отопительной печи, располагаемого в топливнике, является то, что в его верхняя часть обычно закрыта полкой из листового металла или трубами. Так как максимальная температура пламени в его верхней части, таким образом, достигается максимально эффективный забор тепла и передача его теплоносителю. Его конструкция и размеры должны быть такими, чтобы обеспечивать максимальную эффективность водяного контура, но при этом не препятствовать загрузке и нормальному горению топлива.
Такие печные котлы могут быть изготовлены из листового металла толщиной 4-5 мм, круглых труб диаметром 32-57 мм, или труб прямоугольного сечения 30-40х50-60 мм. Лучше всего, если используемые для этого трубы будут бесшовными. В противном же случае, линии швов необходимо расположить в сторону кирпичной кладки и предварительно проварить сваркой.

В зависимости от формы перекрытия топливника такие теплообменники могут вверху быть ровными (при перекрытии плоскими чугунными плитами) или дугообразными (при арочном кирпичном перекрытии).

Ниже представлены возможные варианты для отопительной печи с плоским перекрытием топливника :

Рис.1 Теполообменник для отопительной печи из листовой стали толщиной 4-5 мм.

Кроме того, возможны вариант с комбинированием листового железа и труб, как на фото слева. Здесь верхняя сплошная полка заменена рядом из круглых труб. При этом, как в первом варианте, так и во втором “обратка” и подающая труба могут привариваться сбоку (с одной стороны или с разных) или сзади, в зависимости от расположения печи и схемы разводки труб водяного отопления.

Возможен также вариант, когда и боковые стенки такого теплообменника также будут заменены трубами, круглого или прямоугольного профиля, при этом они могут быть расположены и вертикально и горизонтально.

Для отопительной печи с арочным перекрытием топливника возможен такой вариант котла из труб:

Такой формы регистр можно использовать даже для устройства водяного контура в русской печи. В этом случае кривизна изгиба труб должна соответствовать своду ее варочной камеры.

Конструкции котлов для отопительно-варочных печей

Теплообменники для отопительно-варочных печей или кухонных плит отличает то, что их верхняя поверхность должна быть полностью или частично открытой, для доступа пламени к варочной плите. Боковые же поверхности таких печных котлов могут быть также изготовлены из листовой стали («книжка») или труб.

В случае расположения теплообменника вне топливника, его конструкция для отопительных и отопительно-варочных труб может быть одинаковой. Здесь уже большее значение имеет вид, конструкция и размер места, где теплообменные регистры будут устанавливаться, то есть, дымовых каналов или при их отсутствии (колпаковые печи), размеры колпака.

Для отопительно-варочных печей или кухонных плит возможны такие конструкции из листового железа и труб (фото или рис. 2 ниже).

Возможен также вариант только из труб круглого и прямоугольного профиля (рис.3).

Рис. 3 Вариант регистра из труб: 1 – трубы прямоугольного профиля 40х60х4 мм; 2 – круглые бесшовные трубы наружным диаметром 40 или 50 мм и толщиной стенки 4-5 мм; 3 – круглые трубы диаметром 32 или 40 мм; 4 – труба, подающая нагретую воду в систему водяного отопления диаметром 50 мм; 5 – “обратка” диаметром 50 мм; а, б, в, г – размеры, которые расчитываются в зависимости от требуемой мощности котла (см. ниже), а также принимаются в соответствии с размерами топливника и топочной дверки.

Также возможен другой вариант из труб круглого сечения для отопительно-варочной печи или кухонной плиты, как на фото слева, в виде двух горизонтальных контуров, соединяемых вертикальными трубками.

Возможен также еще и такой вариант теплообменника (котла, регистра) из круглых труб для отопительно-варочной печи или плиты:

Место установки: возможные варианты

Чаще всего, печные котлы устанавливаются в топливнике отопительных, отопительно-варочных печей или кухонных плит. Если в случае с кухонной плитой другого варианта, практически нет, то для печей возможно и другое его расположение и, по мнению некоторых специалистов, более эффективное – вне топливника. Потому что при традиционном расположении теплообменника в топливнике, циркулирующая в нем вода снижает в нем температуру и, таким образом, ухудшает условия сгорания топлива, что приводит к его неполному сгоранию, увеличению количества сажи и снижению КПД печи.

А максимальный эффект получается, когда вода в контуре теплообменника двигается навстречу тепловому потоку, то есть более холодная ее часть должна контактировать с печными газами, имеющими более низкую температуру, а более нагретая ее часть – с более горячими. Кроме того в этом случае уменьшается количество конденсата на поверхности теплообменника, что снижает его коррозию. При размещении печного котла в топливнике обеспечить такие условия сложно.

Решением может быть расположение теплообменника в колпаковом дымоходе печи или ее вертикальных дымооборотах (в зависимости от конструкции). Особенно привлекательно выглядит, с этой точки зрения, колпаковый дымоход. Горячие газы задерживаются в нем вплоть до остывания печи. Внутри него можно просто разместить теплообменник большого объема и площади соприкосновения с горячими газами, сваренный из труб, причем возможны разные его конструкции. Горячие газы в колпаке сначала поднимаются вверх, а потом опускаются вниз к выходу в дымовую трубу, по пути отдавая свою тепловую энергию печному котлу. Таким же образом можно продумать размещение регистра в вертикальных дымооборотах с движением дымовых газов вниз. Но при этом необходимо учесть, что их сечение должно быть достаточным, чтобы обеспечивать хорошую тягу.

Хотя в каждом конкретном случае, выбор варианта расположения необходимо рассматривать в зависимости от вида печи, ее конструкции и формы, а также вида и конструкции самого используемого теплообменника.

Как рассчитать мощность и размеры теплообменника для печи

Мощность теплообменника водяного контура печи, которая необходима для отопления помещений дома зависит от их площади (объема) и степени утепления ограждающих конструкций: самих стен, перекрытий, окон и дверей. Как средний показатель можно ориентироваться на 1-1,2 кВт на каждые 10 м 2 при высоте потолка 2,5-2,7 м. То есть для дома площадью 100 м 2 в среднем может понадобиться печной котел тепловой мощностью 10-12 кВт.
Мощность самого теплообменника зависит от площади поверхности соприкосновения с горячей средой (огнем или горячими газами). В среднем, считается что его удельная тепловая мощность составляет от 5 до 10 кВт с 1 м 2 площади соприкосновения такого котла, в зависимости от температуры омывающих его горячих газов и температуры воды на его входе и выходе, которые во многом зависят от вида топлива и режима топки. Чтобы узнать полную мощность необходимо полезную площадь теплообменника умножить на удельную мощность:

Рассчитать удельную мощность можно по формуле:

K=12 ккал/час на 1 о С – коэффициент теплопередачи от нагревающей среды к теплоносителю через стальную поверхность;

Тm– средняя температура нагревающей среды (макс.+мин./2), о С;

tm-средняя температура теплоносителя в регистре (входящая+выходящая/2), о С.

Если печь будет работать постоянно, например, на угле, тогда:

Tm=1000+600/2=800 о С.

Qу=12(800-70)=8760 ккал/час или 10,2 кВт.

Если печь дровяная и будет работать периодически (около 2 часов), то и температура горячей среды будет ниже (максимум: 700 и 300 соответственно) и при той же температуре теплоносителя получим:

Qу=12(500-70)=5160 ккал/час или 6 кВт – максимум, что можно получить с 1 м 2 его поверхности.

Площадь регистра вычисляется в зависимости от его вида. Если он изготовлен из листового металла, то подсчитывается общая площадь, которая соприкасается с горячей средой. В случае использования теплообменника из круглых труб, их диаметр (в м) умножается на 3,14 и общую длину труб, соприкасающихся с горячими газами. Если трубы прямоугольные, берется периметр их сечения и также умножается на их длину. Если котел комбинированный, состоит из разных труб и листового металла, то по отдельности вычисляется их площадь, а потом суммируется.
Если известна общая требуемая мощность теплообменника, вид топлива и режим топки (а значит и удельная мощность), то легко можно определить требуемую полезную площадь будущего котла и его размеры, в зависимости из каких материалов он будет изготавливаться (труб или листовой стали):

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.


Как сделать теплообменник для печи своими руками

Организация отопления является непростой задачей. Лучше всего справляются с ней люди с профессиональными навыками — монтажники и проектировщики. Можно запрашивать у них весь комплекс мероприятий или же доверять часть работы. Можно также самостоятельно обустраивать отопление и устанавливать теплообменник для печи, пользуясь консультацией указанных специалистов.

Компоненты отопительной системы

Чаще всего для жилых домов используются водяные системы отопления. Такой подход к решению задачи является традиционным. У него есть один неоспоримый плюс — это универсальность. Тепло проходит во все уголки помещения благодаря особому свойству теплоносителя. Нагрев его доступен при помощи различных энергоносителей. Также водяная система позволяет обустраивать комбинированные виды отопления, когда энергоносителей несколько, и все они отличаются по свойствам. Любую систему отопления можно условно поделить на такие составные компоненты:

  • источник тепла;
  • сеть труб с арматурой и дополнительным оборудованием;
  • отопительные радиаторы и теплые полы.

Чтобы урегулировать работу теплоносителя, используется запорно-регулирующая арматура и дополнительное оборудование. Последнее объединяет такие элементы:

  • циркуляционный насос;
  • гидрострелка;
  • расширительный бак;
  • распределительный коллектор;
  • буферная емкость;
  • средства и приборы, необходимые для автоматизации;
  • бойлер косвенного нагрева.

Ключевым компонентом здесь выступает расширительный бак. Все остальные элементы играют роль дополнительных. Устанавливают их в случае необходимости. Как известно, при нагреве происходит расширение воды.

Дополнительные объемы воды могут создать определенное давление на области соединения, если она находится в замкнутом пространстве. Чтобы избежать такой ситуации, в сети устанавливается расширительная емкость. Она берёт на себя всю лишнюю воду. Выделяют ёмкости мембранного и открытого типа.

Коллекторы, распределяющие носители, устанавливают в отопительных системах с теплыми полами. Также это делается, если в доме находит применение лучевая схема подключения отопительных приборов.

Бойлер косвенного нагрева — это особый резервуар, оснащенный змеевиком. Нагрев воды для бытовых нужд осуществляется здесь непосредственно от теплоносителя. Чтобы контролировать показатели давления воды и температуры, устанавливается манометр. Контроль над показателями теплоносителя осуществляется при помощи автоматизированных средств, контроллеров и датчиков.

Выбор мощности

Не зная, каковы потребности здания в обогреве, подобрать оборудование сложно. Расчёт может быть приблизительным и точным. Первый вариант предпочитают продавцы, реализующие отопительную технику, так как это обеспечивает относительно точный результат. В этом случае тепловая мощность вычисляется в соответствии с площадью помещений, которые отапливаются.

Рассматривают отдельно взятую комнату, выясняют, какую она имеет площадь. Полученное значение умножается на 120. Необходимая для всего загородного дома энергия определяется после объединения показателей всех помещений. Но куда лучше точный метод. Он предполагает:

  1. Умножение площади помещений, у которых с улицей контактирует только одна стена, на 100. Важно, чтобы на этой же стороне присутствовало одно окно.
  2. Умножение на 120, если речь идет об угловой комнате, имеющей одно окно.
  3. Умножение на 130, когда подразумевается помещение с двумя окнами и более, а также двумя наружными стенами. При подсчете приближенным методом жители холодных регионов могут недополучить тепла, а южных — переплатить за чересчур мощное оборудование.

В этом видео вы узнаете, как сделать теплообменник:

Точный расчётный способ производится специалистами. Именно он обеспечивает четкое понимание, сколько тепла может быть потеряно в любом здании. Прежде чем приступить к конкретным вычислениям, определяют площадь дверей, окон и стен. Каждый строительный материал имеет ту или иную толщину слоя. Ее также необходимо учитывать.

Правильный выбор котла

Сегодня выпускаются различные виды котлов с тем или иным типом топлива и энергоносителями. Основными разновидностями бытовых теплогенераторов считаются:

Есть модификации, работающие на жидком топливе. На твердом топливе работают котлы прямого горения. То же касается пеллетных и пиролизных котлов. Такие котлы востребованы, так как эксплуатация их предполагает низкие затраты. Это уголь и дрова, которое стоят относительно недорого. Есть вероятность подключения природного газа, но это дорогое удовольствие. Люди предпочитают покупать угольные и дровяные устройства.

Для начала, нужно подобрать котёл

Эксплуатация источника тепла, который работает на твердом топливе, чем-то напоминает простое печное отопление. Надо отыскать дрова, тратить силы и время, загружать их в топку. Обычно твердотопливные котлы имеют некую инерционность. Это означает, что нагрев воды после закрытия воздушной заслонки будет прекращаться постепенно. Полученную энергию удастся использовать эффективно только, если есть тепловой аккумулятор. Самым лучшим вариантом является теплогенератор на пеллетах. Но такое оборудование стоит достаточно дорого, что делает его недоступным для широких слоев граждан.

Газовое оборудование

Хорошей альтернативой может послужить проведение газового отопления. Здесь используется магистральный газ. Такие котлы эффективные и надежные. КПД составляет 87% у самой простой модификации. У дорогих конденсационных модификаций этот показатель приближается к 97%.

Отопительный прибор компактный, безопасный и автоматизированный. Ему требуется обслуживание не чаще 1 раза в год. При этом в котельную приходится ходить исключительно для того, чтобы изменить настройки и проследить за их нормальным функционированием. По сравнению с твердотопливным, это довольно бюджетный агрегат.

Как и предыдущему типу котлов, газовому требуются дымоход и приточно-вытяжная вентиляция. Газовое оборудование с каждым годом стоит всё меньше, поэтому его популярность у российских граждан растет.

Электрические и жидкотопливные

Самым эффективным считается электрическое отопление. Только оно может обеспечивать КПД 99%. К тому же для него не требуются вентиляция и дымоходы, обслуживание как таковое не предусмотрено, разве что есть необходимость чистить устройство раз в 2-3 года.

Монтаж, как и стоимость самого оборудования, отличается дешевизной. Конечно, все эти свойства электрокотла делают его привлекательным в глазах покупателя, но стоит он всё же недёшево. Финансовые затраты обусловлены необходимостью платить за электричество. Можно устанавливать многотарифный счетчик, хотя и это не позволит обойти по функциональным характеристикам дровяной теплогенератор.

Жидкотопливные котлы работают на дизельном топливе и отработанном масле. Этот тип отопления считается самым грязным. После посещения котельной непременно придется отмывать руки от солярки. Также от одежды будет исходить соответствующий запах. Один раз в год понадобится чистка агрегата. Это отдельное событие, после которого придётся отмывать сажу чуть ли не со всего тела. Не самым выгодным решением является применение солярки. Стоимость ее может перечеркнуть все очевидные плюсы. Отработанное масло сейчас поднялось в цене и может быть выгодно только тем, у кого есть дешевый его источник.

В современных отопительных котлах присутствует много важных элементов. Среди них — теплообменник для кирпичной печи со сваренными пластинами. Именно внутри него осуществляется передача тепла к носителю от генератора. Сегодня представлен большой ассортимент различных отопительных котлов, но это не мешает владельцам частных домовладений самостоятельно изготавливать подобные устройства.

Функции элемента

Теплообменники поверхностного типа в большинстве случаев используются, когда речь идёт о системах отопления для дома. Тепловая энергия проходит через плоскость металлических стенок. Лучше всего реализован этот принцип в котлах:

Вода проходит по трубам, имеющим изогнутую форму. Они устанавливаются внутри устройства и нагреваются от подходящего топлива. Носитель прогревается и переходит в трубопровод. На смену ему в теплообменник поступает вода из радиатора, находящаяся в остуженном состоянии.

Электрический котёл – оптимальный вариант

В частных домовладениях до сих пор источником тепла служит печь. Она подходит для обогрева небольшого дома, но ее тепловой мощности недостаточно, если речь идет о большом коттедже. По этой причине теплообменник в отопительной системе необходим, чтобы трансформировать печь в полноценной котёл с функцией нагрева воды. Изготавливают теплообменник для дровяной печи своими руками, он имеет различные формы и размеры. Можно подключать к нему радиаторы отопления, в этом случае дом получит более эффективное отопление.

Классификация отопительных элементов

Чтобы сделать дом более тёплым, необходимо встраивать водный теплообменник в печь. Он является наиболее практичным. Объясняется это тем, что за счёт этого устройства тепловая энергия лучше передается водой. Воздушный аппарат тоже может применяться для аналогичных целей. Есть вариант с установкой на дымоход снаружи.

Выпускаемые на сегодня отопительные устройства имеют теплообменники, максимально приспособленные для нагрева воды. В промышленных условиях такие приборы изготавливают из меди. Формируется труба, имеющая вид змеевика. Вдоль ее изгибов присутствует большое количество пластин, обеспечивающих значительную площадь теплообмена. Оборудовать у себя в жилище самодельный теплообменник, который максимально совпадал бы со строением заводского, нереально. Вот почему приходится подбирать варианты попроще.

Как устроена система

Для отопления дома допускается применение самодельного устройства, которое характеризуется простотой конструкции. Действует он таким образом, что энергия от переработки угля поступает ему от печи. Нагревается вода, которая распределяется по трубам во все помещения. Тепло распределяется равномерно, что обеспечивает комфортную атмосферу во всём жилище. Одновременно снижаются и затраты на покупку топлива. Печное отопление удастся улучшить, прибегнув к двум способам:

  • обустроить печь с нуля, подстраиваясь под имеющиеся размеры теплообменника;
  • оборудовать самодельный теплообменник и встроить в печь, которая уже имеется в наличии.

Готовая печь, созданная в соответствии со всеми требованиями, будет работать не хуже топливного котла. Она будет оснащена водяным контуром. Единственное различие здесь коснется локализации входного отверстия теплообменника. Оно расположится несколько выше над полом, нежели в заводских приборах. Это довольно ощутимая разница, способная повлиять на время естественной циркуляции носителя.

При монтаже труба холодной воды, которую ещё называют обратной, должна располагаться максимально низко. В верхней точке расположения труб необходимо монтировать расширительный бачок. Он обеспечит компенсацию объёма нагретой жидкости, если будет меняться, выпуская воздушные пузырьки из системы. В случае, если отопления с естественной циркуляцией не хватит для обслуживания большого коттеджа, понадобится дополнительный монтаж циркуляционного насоса.

Преимущества изделия

Теплообменник в системе отопления изготавливается легко и просто. В этом его основное преимущество. Если в наличии уже имеется печь, затраты коснутся только изготовления и последующего монтажа этого элемента. К прочим положительным сторонам можно отнести разнообразие видов топлива.

От поверхности печи исходит тепло, прогревающее помещение, но к нему еще прибавляется водяная система отопления. Такое оборудование имеет эстетичный внешний вид. Если планируется создать интерьер в русском национальном стиле, то он придется как нельзя кстати.

Рекомендации по изготовлению

Можно сделать теплообменник своими руками для печи, имеющий различную форму. Могут использоваться пластинчатые изделия, а еще регистр, состоящий из нескольких труб. Они изготавливаются из меди или стали. В зоне сгорания, особенно если речь идет об угле, отмечается большая температура. Вот почему к металлу, из которого состоит теплообменник, предъявляются внушительные требования.


Водяной теплообменник должен передавать тепло, именно поэтому имеет большое значение показатель теплопроводности металла. Для примера медная труба пропускает тепло в 7 раз сильнее, нежели та, что изготовлена из стали. Вот почему, имея одинаковый показатель диаметра для передачи одинакового объема тепла, потребуется 3,5 м медной трубы, тогда как стальной придётся взять 25 м. Медь экономична в работе, но стоит дорого. Самостоятельно изготавливать можно теплообменники из стали, если их диаметр не меньше 32 мм.

Если хозяин дома намеревается использовать уголь для отопления, лучше сделать теплообменник для печи из чугуна. Такой материал будет лучше противостоять воздействию огня. К тому же он наиболее крепкий.

Особенности готовой конструкции и ее монтаж

Регистром называют теплообменник для водяного отопления, сделанный из труб с гладкими стенками. Он имеет вид решетки. Именно такая форма является самой популярной. Но бывают модификации цилиндрической и прямоугольной формы, считающиеся самыми примитивными.

Ширина внутренних пустот в таком устройстве должна быть равна, как минимум, 5 мм. При более низком показателе вода начнет кипеть. Не меньше 3 мм должна составлять толщина стенок труб. Это защитит металл от горения. Сооружая теплообменник для печи своими руками, надо обустраивать пространство между стенками топки и теплообменником, равное 15 мм.

Благодаря этому удастся компенсировать расширение металла во время его нагрева. Установка теплообменника осуществляется внутри печи, когда укладывают ее стенки. Именно такой вариант считается наиболее простым и доступным. Часть кирпичей придется разобрать, если речь идёт о старой печи.

На фундамент монтируется трубчатый теплообменник. Делать это надо прямо внутри топки, укладывая кирпичи рядами, оставляя пространство для входной и выходной трубы. Когда кладка будет завершена, теплообменник подсоединяют к системе отопления и заполняют водой. После этого можно затопить печку.

Теплообменники для печей с водяным контуром своими руками

Для того, чтобы печь могла использоваться, как источник тепла для системы водяного отопления дома, в ней должен быть обязательно установлен теплообменник, в котором циркулирует жидкий теплоноситель, чаще всего вода. Его еще называют печной котел или регистр. В этой статье мы рассмотрим, как изготовить такой теплообменник для печи своими руками и каким он может быть, в зависимости от вида самой печи и материала, используемого для его изготовления.

Из чего можно изготовить печной теплообменник

Для того, чтобы изготовить теплообменник для печи своими руками можно использовать листовую «черную» сталь толщиной 3-5 мм или стальные трубы (круглые или профильные) с такой же толщиной стенок и диаметром 30-50 мм. Как вариант, для этой цели может использоваться лист или трубы из нержавеющей стали или меди. Но, из-за высокой их стоимости, эти материалы при самостоятельном изготовлении печных котлов используются крайне редко.

Из листового металла такие регистры изготовить проще. Их легче чистить при эксплуатации. Но, как правило, они имеют меньшую площадь контакта с пламенем или горячими газами, так как в своем большинстве своем они являются сплошными и в теплообмене участвует только внутренняя их поверхность, обращенная к пламени.
Печные котлы из труб, при тех же габаритных размерах, как правило, имеют большую теплообменную площадь (хотя это зависит еще и от количества и от диаметра труб), так как позволяют пламени или горячим газам контактировать, практически, со всей их поверхностью. Но они более сложны в изготовлении. Особенно это касается конструкций, состоящих полностью из труб круглого сечения.

Если для изготовления теплообменника для печи с водяным контуром используются трубы, то лучше всего, если они будут бесшовными (цельнотянутыми). Если же используются шовные трубы, то швы придется дополнительно укреплять сварным швом и располагать с наружной стороны регистра (со стороны кирпичной кладки).

Очень часто при изготовлении печных котлов трубы и листовое железо комбинируют. Делается это для того, чтобы использовать их положительные качества: чтобы и изготавливать было проще, и теплообменная площадь была достаточной.

Каких видов могут быть самодельные печные теплообменники

Кроме, рассмотренных выше, конструкционных различий печных котлов, зависящих от выбранного материала для их изготовления, их конструкции могут отличаться и в зависимости от вида печи, для которой они собственно и предназначены. Такие печи могут быть отопительными или отопительно-варочными.

Конструкция теплообменника для отопительно-варочной печи отличается тем, что в верхней его части есть открытое пространство для доступа пламени к варочной плите. В регистрах же для отопительных печей верхняя часть, как правило, закрыта сплошным листом или рядами труб.

Форма и размеры печных котлов подбираются в соответствии с размерами и формой того места, где их предполагается установить (чаще всего это топливник печи), а также в зависимости от его необходимой тепловой мощности.

Конструкции котлов для отопительных печей с водяным контуром

Здесь мы рассмотрим три наиболее распространенные конструкции, выполненные отдельно из листового металла и труб, а также их комбинирования.

Вариант 1.

Теплообменник представляет собой сплошную П-образную конструкцию, сваренную из листового металла, предназначенную для расположения в топливнике отопительной печи. Теплообменной поверхностью являются его внутренние стенки.

Теплообменник из листового металла для отопительной печи

Вариант 2.

Печной котел из труб. Холодная вода из системы подается через «обратку» в нижнюю U-образную трубу основания теплообменника (диаметром 40-50 мм и с толщиной стенки 3-4 мм), постепенно нагреваясь, она по Г-образным вертикальным трубам (такого же сечения, как и U-образное основание или меньше) поднимается вверх и попадает в верхнюю трубу-коллектор, а из нее, уже нагретой, в систему отопления дома. Такой регистр является более эффективным, чем изготовленный из листовой стали, но и более сложным в изготовлении, так как придется делать множество стыков труб между собой и сваривать их.

Печной регистр для отопительной печи из труб

Вариант 3.

Боковые поверхности этого регистра изготавливаются из листового металла толщиной 3-5 мм и представляют собой сплошные панели толщиной 40-45 мм, а верхней части они соединены между собой рядом горизонтальных труб диаметром 40-50 мм.

Использование труб вместо сплошной поверхности (как в варианте 1) позволяет увеличить площадь соприкосновения с нагревающей средой, а использование листового металла для боковых панелей, упрощает процесс изготовления, что немаловажно если вы решите его сделать своими руками.

Печной котел из листового металла и труб для отопительной печи

Печные котлы (регистры) для отопительно-варочных печей

Теплообменники для отопительно-варочных печей могут также быть изготовлены, как из листового железа, так и труб (круглых или профильных), а также при их комбинировании. Рассмотрим несколько вариантов.

Вариант 1.

Теплообменник для отопительно-варочной печи или кухонной плиты в виде двух сплошных боковых панелей из листового металла («книжка»), соединенных между собой.

Теплообменник для отопительно-варочной печи

Вариант 2.

Печной котел из труб круглого и прямоугольного сечения: круглые (диаметром 40-50х4 мм) расположены горизонтально и соединены в конструкцию с помощью прямоугольных 50-60х40х4 мм. Такая комбинация разных видов труб облегчает изготовление котла. Размеры а, б, в и г рассчитываются, в зависимости от размеров топливника и необходимой мощности регистра.

Теплообменник для отопительно-варочной печи из круглых и профильных труб

Вариант 3.

Теплообменный регистр только из круглых труб. Представляет собой два горизонтальных контура, соединенных вертикальными трубами. Холодная вода из системы подается в нижний контур, а нагретая с верхнего контура подается обратно в систему отопления.

Регистр для отопительно-варочной печи из труб

Как подобрать или рассчитать размеры печного котла

После того, как вы выбрали вид теплообменника, необходимо определиться с его размерами. С одной стороны его габариты должны соответствовать размеру места, куда он будет установлен.

Чаще всего теплообменники помещают в топливник печи, но иногда в дымовых каналах или камере бесканальной печи. При этом необходимо учесть, что между кирпичной кладкой и регистром должен быть зазор 0,5-1 см, учитывающий тепловое расширение металла.

Кроме этого, необходимо знать требуемую мощность печного теплообменника. Как ее определить?

Она зависит от тепловой мощности системы водяного отопления, необходимой для обогрева дома, которая в свою очередь зависит от теплоизоляционных свойств его наружных конструкций и максимальной отрицательной температуры наружного воздуха зимой. Упрощенно можно ориентироваться на средний показатель: 10-12 кВт на 100 м 2 площади дома.

Как же вычислить необходимую площадь печного котла, для обеспечения такой тепловой мощности? В среднем, принято считать, что для обеспечения тепловой мощности 5-10 кВт необходимо около 1 м 2 теплообменной поверхности котла. Величина этого показателя зависит от температуры горячих газов, соприкасающихся с теплообменником и температур воды (теплоносителя) на его выходе и входе, что в свою очередь, в значительной степени зависит от режима топки и вида топлива.

Полную мощность теплообменника можно вычислить по формуле:

Q=SQуд,

где: Qуд – его удельная мощность, ккал/час;
S – его полезная площадь (соприкосновения с нагревающей средой), м 2 .

Удельную мощность можно вычислить по формуле:

Qуд = k(T-t)S,

где: k=12 ккал/час на 1°С – коэффициент теплопередачи «газ-вода» через стальную поверхность;
Т = (Tмакс+Tмин)/2 – средняя температура нагревающей среды (пламя, газы), °С;
t = (tмакс+tмин)/2– средняя температура теплоносителя (вход+выход/2), °С.

Если печь будет работать периодически (около 2 часов) на дровах, то средние температуры среды и теплоносителя будут максимум: 500 и 70°С соответственно и с 1 м 2 теплообменника в этом случае можно будет получить максимум 6 кВт тепловой мощности.

Если печь будет работать на угле и постоянно, то средние максимальные средние показатели среды и теплоносителя могут быть: 800 и 70 °С соответственно. В этом случае с 1 м 2 площади печного котла можно будет снять около 10 кВт.

Если известна общая требуемая тепловая мощность котла и режим топки (а значит и удельная его мощность), то вполне можно определить, какую полезную площадь поверхности он должен иметь:

S =Q/Qуд, м 2 .

В зависимости от того из какого материала будет изготавливаться теплообменник, можно подсчитать, сколько потребуется труб или листового металла, чтобы обеспечить такую площадь соприкосновения с нагревающей средой. При этом в расчет берется только та поверхность, которая будет непосредственно контактировать с горячими газами или пламенем.

Например, если печной котел будет изготавливаться сплошным (только из листового металла), то в расчет следует принимать только внутреннюю его поверхность. Если же он будет изготавливаться из труб, то практически вся их поверхность будет участвовать в теплообмене (их длина х диаметр х 3,14). При комбинировании разных материалов, необходимо будет вычислять площадь соприкосновения с нагревающей средой каждого элемента отдельно, а потом суммировать.

Если необходимо увеличить тепловую мощность котла при тех же габаритных размерах, можно в его конструкцию добавить дополнительные элементы (например, трубы). Если же его мощность получается слишком большой, то можно уменьшить его длину. Другими словами: в каждом конкретном случае необходимо делать расчет и корректировку размеров регистра, привязывая их к размерам и конструкции самой печи, а также мощности системы водяного отопления дома, которую придется обеспечивать тепловой энергией.

Изготовление своими руками

После того, как подобран вид печного котла, материал и сделан расчет размеров можно приступать к его изготовлению своими руками. При этом необходимо обратить внимание на качество сварочных работ. Оно должно быть на высоком уровне, так как данный агрегат будет эксплуатироваться в достаточно агрессивной среде, а для того чтобы выполнить его ремонт, скорее всего, придется разбирать печь или ее часть. Поэтому, если вы не уверены в своих способностях сварщика, то лучше эту работу поручить опытному специалисту, предварительно заготовив все необходимые элементы конструкции.

После выполнения сварочных работ необходимо заполнить регистр водой, проверить нет ли протечек и выполнить его опрессовку при давлении, превышающем рабочее в системе отопления, как минимум, в 2 раза.

Теплообменник для печи своими руками видео:

Читайте также:  Отопительные котлы Купер – особенности конструкции, ассортимент, преимущества
Ссылка на основную публикацию