Теплообменник для ГВС от отопления — виды и варианты установки

Наличие теплой воды — нормальное требование для комфортного существования. Вот только далеко не везде есть возможность подключиться к централизованному источнику горячей воды. В большинстве частных домов и в некоторых многоэтажках приходится заботиться об этом самостоятельно. Один из вариантов — использовать теплообменник для горячей воды от отопления. Во всяком случае, в отопительный сезон будете с горячей водой.

Принцип работы

Теплообменники для приготовления воды ГВС работают по бесконтактному принципу. Устройство их может быть разным, но принцип действия не отличается — работают они по принципу теплопередачи. Есть нагретый теплоноситель (в данном случае из системы отопления), который подается в трубы/каналы теплообменника. Горячий теплоноситель отдает часть тепла трубкам, по которым течет. По другим, параллельно расположенным каналам, течет вода, которую необходимо нагреть. Контактируя с нагретыми теплоносителем стенками, она нагревается. Именно так и работает теплообменник для горячей воды от отопления.

Принципиальная схема использования теплообменника для подготовки горячей воды от отопления

Чтобы нагрев был эффективным, теплообменник должен быть сделан из материала с высокой теплопроводностью. Обычно это металлы — медь, нержавеющая сталь. Медь — дорогой металл, но имеет отличную теплопроводность. Нержавеющая сталь хуже проводит тепло, но за счет прочности стенки могут быть очень тонкими, что делает такие теплообменники тоже эффективными.

Как использовать теплообменники для получения ГВС от отопления

Есть несколько возможностей нагревать воду для бытовых нужд при помощи теплообменника и отопления:

Самый элементарный теплообменник — труба, по которой бежит теплоноситель

Виды теплообменников для горячей воды

Вообще, существует много конструкций теплообменников, так как они используются часто, в различных устройствах. Поговорим подробнее о наиболее доступных, надежных и эффективных. Для бытовых целей используются два вида:

Теплообменник для горячей воды от отопления: в частном секторе используются два типа — пластинчатые (слева) и кожухотрубные (справа)

В них тепловые среды — теплоноситель от системы отопления и вода из ХВС (холодного водоснабжения) не смешиваются. Каналы, по которым они протекают, между собой никак не связаны. Поэтому при закачке на подогрев воды питьевого качества, такую же и получаем на выходе.

Пластинчатые

Пластинчатый теплообменник для горячей воды от отопления состоит из нескольких металлических пластин с выдавленными ходами. Собираются они в зеркальном отражении, так что получаются изолированные друг от друга каналы для циркуляции жидкостей. Пластины изготавливают методом штамповки из листового металла. Толщина — до 1 мм. Металл, как правило, нержавеющая антикоррозионная сталь, но есть и из титана, специальных сплавов.

Каналы на пластинах чаще всего делают в виде равносторонних треугольников с разными углами. Чем острее угол, тем быстрее движется жидкость, чем тупее, тем больше сопротивление и медленнее движение. По схеме движения сред по каналам, пластины бывают одноходовыми и многоходовыми. В первых направление движения сред не меняется от начала и до конца. Еще их отличительная особенность — среды движутся в противоток (для большей эффективности).

В многоходовых пластинчатых теплообменниках каналы расположены так, что среды меняют направление движения по нескольку раз. Строение у них более сложное, стоимость выше, но они способны отбирать максимум тепла (высокий КПД). В многоходовых теплообменниках можно добиться небольшой разницы в температурах обоих жидкостей.

По способу соединения бывают двух типов — разборными и паянными. Пластины разборных пластинчатых теплообменников соединяются при помощи специальных эластичных прокладок (из резины, фторопласта). Для обеспечения герметичности каналов, они стягиваются металлическими стержнями-стяжками. Для стабилизации в конструкции присутствуют две массивные плиты — неподвижная и подвижная. На неподвижной закреплены стержни, на них нанизываются пластины с ходами. Чем их больше, тем больше мощность, больше передаваемая теплота. Последней устанавливается подвижная пластина, на стяжки накручиваются гайки, зажимаются до герметичности каналов. Благодаря такой конструкции, эти теплообменники можно разобрать, прочистить, добавить или убрать пластины. И в этом достоинство этой конструкции. Недостаток — пластинчатый теплообменник для горячей воды от отопления имеет больший вес и размер (если сравнивать с паянными).

Два вида пластинчатых теплообменных устройств — паяный (слева) и разборной (справа)

Паянные пластинчатые теплообменники собираются на заводе. Нержавеющие пластины свариваются в аргонной среде, что позволяет избежать коррозии в местах сварки. Паянные пластинчатые теплообменники неразборные, в связи с чем могут возникнуть сложности с промывкой. Их преимущество — более компактные размеры и меньший вес, так как нет необходимости в стабилизирующих плитах.

У каждого теплообменника есть входы и выходы для подключения теплоносителя (от отопления) и воды. Эти выходы могут быть в виде фланца, трубы под сварку, резьбового соединения. Они позволяют подключить теплообменник для горячей воды от отопления к трубам любого типа.

Кожухотрубные

Кожухотрубные теплообменник для горячей воды от отопления проще по конструкции, но менее эффективны, из-за чего, для обеспечения необходимой температуры, должны иметь солидные размеры. Низкая эффективность, большие размеры и материалоемкость — это причины, по которым в быту они используются реже. Но их конструкция надежней — они выдерживают суровые условия эксплуатации. Так что в промышленности чаще применяется именно этот вид теплообменных агрегатов.

Кожухотрубные теплообменники представляют собой трубу-кожух, внутри которой уложены более мелкие трубки. Обычно это медные трубки, но могут быть и из другого материала, причем не только из металла.

Кожухотрубный теплообменник для ГВС — устройство и принцип работы

По тонким трубкам движется нагреваемая вода, которая подается затем в краны. Теплоноситель из системы отопления движется по пространству внутри кожуха, которое не занято трубками с подогреваемой водой. Направление движения — в противоток. Этим обеспечивается большая теплоотдача. Но стоит сказать, что общее КПД таких установок ниже, чем пластинчатых.

Схемы подключения

Кроме типа теплообменника, надо выбрать еще и способ его подключения. Есть несколько типовых схем. В любом случае, два выхода подключаются к отоплению, один — к холодному водоснабжению, один — к разводке горячей/подогретой воды.

Параллельная (стандартная)

В самом простом случае теплообменник для горячей воды от отопления подключают параллельно существующей системы. Такая схема проще всего в реализации, но для достаточного нагрева необходимо, чтобы теплоноситель двигался активно. То есть, обязательно в подаче теплоносителя наличие циркуляционного насоса. В системах с естественной циркуляцией такой тип установки малоэффективен.

Теплообменник для горячей воды от отопления: схема параллельного подключения

При монтаже, подача теплоносителя всегда подключается к верхнему патрубку, а обратка — к нижнему. При подключении воды ситуация противоположная — холодная вода подключается в нижний патрубок, гребенка горячей — к верхнему.

Схема обвязки теплообменника для ГВС от отопления

Простейшая схема обвязки содержит отсечные краны на всех четырех патрубках — для возможности отключения, чистки, технического обслуживания. Также на входе от отопления устанавливается грязевик — фильтр с мелкой сеткой. Так как зазоры в теплообменнике совсем небольшие, попадание окалины либо других загрязнений может вызвать закупорку каналов. Такой же фильтр желательно установить на вводе холодной воды — дольше будет работать оборудование.

Данную схему можно усовершенствовать, сделав рециркуляцию горячей воды в гребенке ГВС (закольцовывают после последней точки разбора). При таком построении, тепло неиспользуемой горячей воды не пропадает, а используется: вода из гребенки ГВС подмешивается к холодной воде из водопровода. На подогрев поступает уже не совсем холодная, а теплая. Теплообменник для горячей воды от отопления только доводит ее до требуемой температуры.

Обвязка с контуром рециркуляции ГВС

При разборе нагретой воды, на подогрев идет преимущественно вода из трубы холодного водоснабжения. Когда разбора нет, по кругу насос «гоняет» теплую, нагрузка на котел отопления совсем небольшая.

Управление температурой происходит при помощи датчика и регулирующего клапана, установленного на обратке (можно и на подачу поставить). Показания с датчика (температура воды в выходной ветке на ГВС) поступают на прибор управления. По результатам сравнения с выставленными данными, регулируется интенсивность потока теплоносителя, тем самым регулируется интенсивность нагрева.

Двухступенчатая

Всем хороши описанные выше схемы, кроме того, что для нагрева должен проходить большой поток теплоносителя. Иначе вода не успеет прогреться. Второй недостаток — приходится «заворачивать» поток теплоносителя из системы отопления. При большом расходе и недостаточной мощности отопительного котла, в холода могут быть заметны понижения температуры. Для более рационального использования тепла придумали двухступенчатую систему подключения теплообменников.

Один из вариантов двухступенчатого подключения теплообменников

В данном случае первичный нагрев идет от обратного трубопровода отопления. Тем самым более рационально используются энергоносители. Доводится температура до нормы при помощи повторного нагрева, но уже от теплоносителя, который идет на подачу. Подключить теплообменник для горячей воды от отопления можно параллельно — как на верхней схеме. Второй вариант представлен на нижней — в разрыв подающей трубы от системы отопления.

Вариант двухступенчатого нагрева

При использовании второй схемы, первичный нагрев происходит от обратки. Нагретая в этом теплообменнике вода подается на второй, установленный на подаче. Тут она доводится до нужной температуры и уходит потребителю.

Есть еще схема двуступенчатого нагрева с использованием тепла от рециркуляции горячей воды. В этом случае рационально используется тепло ранее нагретой воды.

Первичный нагрев — от рециркуляции горячей воды, окончательный — от системы отопления

При использовании любой из этих схем, нагрузка на котел значительно снижается. Утилизируется то тепло, которое раньше не использовалось. Тем самым эти схемы помогают экономить на энергоносителях.

Для нормальной работы теплообменника, подключенного по любой из схем, при монтаже необходимо соблюдать технологические требования. Обязательно соблюдение уклона труб ГВС в сторону точек разбора. Если трасса проходит над дверью, в высшей точке ставят воздухоотводчик. Кроме того, при длинной трассе, необходимы дополнительные автоматические или ручные устройства для сброса воздуха (воздухоотводчики). В противном случае могут быть проблемы с подачей воды.

Водяной теплообменник для кирпичной печи. Изготовление, замуровывание в кладку

Моё отопление в деревенском доме – кирпичная теплоемкая дровяная печь. Это дёшево, многофункционально, экологично (дровишки – один из немногих восполнимых энергоресурсов, что приятно). Печь отопительно-варочная, со встроенной духовкой и камином сзади. Отопительная печь имеет более высокий КПД – лучше сжигает дровишки и использует тепло, но комбинированная с варочным настилом позволяет при топке (обычно, два раза в сутки, утром, вечером) еще и готовить. Это очень удобно, и здорово экономит баллонный газ (дорого и далеко тащить). Словом, всем хорошо, но и так невеликих размеров плита – чугунный варочный настил с конфорками, наполовину занят баком с водой.

Тяжелый (более 50 л воды плюс сама железка) бак, кроме прочего, опирается на не самую прочную часть заделки плиты и предположительно, способствует ее деформации и разрушению. Словом, не место ему там, хотя горячая вода нужна.

Родилось логичное, хотя и несколько хлопотное решение – изготовить и замуровать в печь небольшой металлический теплообменник и соединить его трубами со стоящим на крышке печи баком. Это мощная кирпичная кладка и вес бака для нее – тьфу! И не заметен вовсе. Освободится для готовки плита, никто не будет ее раскаленную корежить своим весом, да и вообще, железный ящик уберется из полезного рабочего пространства. Единственный момент – ведром наливать холодную воду, в бак под потолком, как прежде уже не выйдет. Для этого будет применен небольшой электрический насосик.

Теплообменник сварен из прямоугольной «черной» стальной трубы 40х20 мм. Некогда, такую конструкцию сделал для предполагаемой банной печи, но проект изменился и железка валялась без дела. Ждала своего часа. Здесь она использована как заготовка. Полуфабрикат.

В печи подобрано подходящее для теплообменника место. Здесь, стоит сказать, что частый случай размещения водяных теплообменников непосредственно в топке печи – грубая ошибка. Собственно, понятно – хочется, чтобы грело погорячее, вот и сунуть его прямо в огонь. Практика, однако, говорит иное. Наиболее выгоден в кирпичной печи высокотемпературный режим горения. При этом максимально догорает органика, дальше по ходу топочных газов выгорает сажа, её в принципе образуется значительно меньше. Такой режим горения принимается при проектировании печи и учитывается в конструкции. Это и небольшая утепленная топка для быстрого нагрева, и огнеупорная футеровка и некоторые другие особенности. Понятно, что размещение теплообменников, интенсивно отбирающих тепло прямо в топке, не дает развиться высоким температурам и со значительным КПД сжигать топливо. Отсюда и засаживание печи, и характерный неприятный запах в помещении, и большой расход дровишек.

Разумно размещать теплообменник за топкой, в специально спроектированных полостях или даже каналах конвекционной системы уже существующей печи. Очень удобны в этом смысле колпаковые печи. Моя имеет два яруса таких полостей-колпаков и один из них на первом этаже подошел чудо как хорошо. Расположена полость над и сзади топки, раскаленные топочные газы выпускаются в нее через щель. Выходные патрубки теплообменника при этом удобно расположены в помещении, соединение с внешним баком будет максимально коротким.

Что понадобилось для работы.

Для работы с железками – набор слесарного инструмента, набор инструментов для сварочных работ, расходные и вспомогательные материалы, средства защиты.
Для работ кирпичных – инструмент для резки кирпича, емкости, сита, материалы, инструменты для приготовления кладочного раствора; емкость для вымачивания кирпича, сопутствующие мелочи.

От имеющегося теплообменника отрезана часть. Коротенькие коллекторы с двумя параллельными ветвями. Размеры его преотлично подходили для выбранного для установки места в печи.

Колпаки в печи плоские, шириной в полкирпича. Ширина моего теплообменника как раз позволяет хорошо расположить его внутри, не опираясь и не прикасаясь к внутренним стенкам. При этом топочные газы будут омывать железку со всех сторон, отдавая тепло.

Входные патрубки теплообменника из отрезков стандартной водопроводной трубы ¾ дюйма, на их концах приварены коротенькие части с резьбой (продаются). Выводы теплообменника – вбок.

Итак, отрезанную заготовку заглушил. Подобрал две пластинки – обрезки полосы, приварил, обрезал лишнее.

В соответствующих местах железку зачистил и разметил места для входных патрубков. Отверстия большого диаметра сделал хрестоматийно – накернил и просверлил изнутри по кругу ряд некрупных отверстий, удалил перемычки, волшебным напильником довел отверстие до желаемой формы.

Патрубки применил уже готовые, с приваренной резьбой, от старого большого теплообменника-донора. Отрезал, уточнил длину, подогнал торцы. Последнее – для некоторой разогнутости патрубков вверх и вниз при штатной установке в печи. Это позволит всплывать пузырям воздуха через верхний и полностью сливаться воде через нижний.

Основная часть теплообменника готова. Для проверки на герметичность заглушил один из патрубков стандартной заглушкой с лентой ФУМ и погрузив железку в корыто с водой щеками надул воздух. Пара обнаруженных некрупных свищей разделана и заварена.

Теплообменник держится на замурованных в кладку патрубках. Дополнительные пластины-упоры позволяют точно и надежно зафиксировать железку в выбранном положении.

Первая внутренняя пластина-упор может быть неказистой и упрощенной. Здесь, применил нетонкие пластины – куски стандартной полосы с выпиленными болгаркой посадочными местами для патрубков.

Выбор положения внутренней пластины на патрубке теплообменника, где: 1 – ширина колпака печи; 2 – отступ железки от внутренней стенки печи.

Выбором положения внутренней пластины-упора определяется положение теплообменника в полости колпака. Оно выбрано так, чтобы железка располагалась примерно в середине колпака, нигде не соприкасаясь с внутренними стенками. При этом максимально задействована полезная площадь теплообменника, газы омывают железку равномерно.

Для правильного и одинакового положения пластин на неровных (разогнутых вверх-вниз) патрубках, на время их монтажа соорудил простейшую оснастку.

Пластины наружные должны выглядеть культурно, половинками не отделаешься. Для них подобрал обрезки нетолстой листовой стали

1 мм толщиной. Вырезал квадратики, разметил центр и внутреннее отверстие. Его оказалось очень удобно, аккуратно и быстро выпилить ювелирным лобзиком.

Для монтажа внешней пластины использовал обломок кирпича – имитация стенки печи.

Внешние части теплообменника не поленился зачистить, обезжирить и покрасить – два слоя некоей термостойкой эмали для радиаторов.

Монтаж готового теплообменника в печи.

Место установки выбрано заранее, сейчас только уточнил положение по месту и отметил кирпичи подлежащие удалению.

При нормальной толщине шва (

5 мм) и отсутствии металлического армирования, работа хоть и не самая приятная, но особенных трудностей не вызывает. Ускоряет и облегчает процесс, смачивание глиняно-песчаного кладочного раствора водой. Из пулевизатора. Действовал так. Швы вокруг кирпичей попшикал не допуская потёков, подождал пока вода впитается, еще разок и еще. Влажную кладочную смесь выскреб плоской железкой, снова смочил. В качестве инструмента – кусок станочной пилы по металлу со сточенными зубьями. Работает долго и без видимых изменений. Инструменты вроде шпателя-ножа-отвертки моментально стачиваются до неузнаваемости.

Любые железки замуровываем в печную кладку, учитывая их большее, нежели у кирпичей тепловое расширение – через упругую огнеупорную прокладку. Здесь, это несколько слоев накрученного на патрубки асбестового шнура вымоченного в жидкой глине.

Свежая печная кладка отмыта и высушена частыми протопками некрупными палочками.

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

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

Особенности

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

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

Достоинства и недостатки

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

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

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

Устройство печи с водяным контуром

Классифицируется несколько способов реализации:

Принцип работы простой:

Виды схем систем отопления для печи

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

Рассмотрим подробно каждый из трех типов структур.

Открытая

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

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

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

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

Закрытая

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

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

Обвязку также предполагается делать из металлических труб.

Комбинированная

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

Разновидности печей

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

Кирпичные

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

Для создания используется огнеустойчивый кирпич и раствор.

Каминные

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

Металлические

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

Типы печей по методу нагревания

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

Однокамерные

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

Двухкамерные

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

Конвекционные

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

Разновидности теплообменников для печей

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

Медные

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

Чугунные

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

Стальные

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

Из нержавейки

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

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

Выбор печи с водяной рубашкой – рекомендации

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

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

Монтаж печей для дома со схемой водяного отопления – пошаговая инструкция

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

Правила эксплуатации

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

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

Чтобы отопительная система функционировала бесперебойно, соблюдайте правила эксплуатации.

Заключение

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

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

Основные виды теплообменников в печь и его способы установки

Несмотря на широкое распространение современных отопительных котлов, традиционные печки не теряют актуальности. Однако их эффективность иногда оставляет желать лучшего. Установка теплообменника для печи сделает ее по-настоящему универсальной. Будет прогреваться не только окружающий воздух, но и теплоноситель, циркулирующий по системе. Покупка нового полноценного котла целесообразна не всегда. Особенно если у рачительного хозяина имеется желание, возможность и руководство к действию.

  1. Принцип работы и функции теплообменника
  2. Теплоноситель
  3. Функции теплообменника
  4. Виды теплообменников
  5. Конструкция
  6. Материал
  7. Изготовление своими руками
  8. Расходные материалы
  9. Алгоритм сборки
  10. Варианты установки теплообменной конструкции
  11. Правильное подключение

Принцип работы и функции теплообменника

Жидкостное теплообменное устройство — это емкость, часть печной конструкции, оборудованная для подключения к трубопроводу. Бак нагревается, контактируя с продуктами сгорания топлива, и передает эту энергию воде. Вода, перемещаясь по системе, отдает тепло приборам отопления – радиаторам, от которых конвекционно прогревается воздух. Нагрев емкости может быть прямым или косвенным, а циркуляция теплоносителя – естественной либо принудительной.

Теплоноситель

Вместо воды часто применяют антифризы на основе этиленгликоля, пропиленгликоля, спирта или масла. Их основное достоинство — низкая температура замерзания, находящаяся в пределах от -30 до -70°C. Точные цифры зависят от химического состава и концентрации жидкости. Применение такой химии дает ряд преимуществ:

Некоторые теплообменники, например — для бани, обслуживают не только приборы отопления, но и душ или отдельный резервуар. Поэтому здесь используют воду. Во избежание разморозки устройство проектируют так, чтобы заливка воды не занимала много времени. Если же баню или сауну топят часто, а ограждающие конструкции утеплены качественно, проблема снимается.

Пропиленгликоль дорогой, спирт и масло – пожароопасные, а этиленгликоль – высокотоксичный теплоноситель.

Функции теплообменника

Функция теплообменного бака, как части печной конструкции – прием и передача тепла теплоносителю от продуктов горения. Но как элемент более широкой системы (отопления, водоснабжения) он решает несколько задач.

Тепловой аккумулятор, подключенный к теплообменнику для дровяной печи, накапливает энергию благодаря теплоемкости аккумулирующего агента. Поэтому изготовить его можно, изолировав любую емкость. Бочка, облитая монтажной пеной и частично заполненная щебнем или песком — это уже теплоаккумулятор. Если снабдить его четырьмя патрубками и правильно подключить, агрегат станет функциональным элементом системы.

Остывая на 1°C, вода нагревает 1 м3 неподвижного окружающего воздуха на 4°C. С этим связано успешное применение водяных теплоаккумуляторов.

Виды теплообменников

Простое устройство может быть эффективным по-разному – в зависимости от вида. Классификацию проводят по нескольким критериям. Различные модели заводских или кустарных теплообменников, например, в баню, отличаются:

Эти факторы влияют друг на друга и на особенности теплообменного агрегата в целом: его стоимость, КПД, производительность, объем системы, сложность установки и пр.

Конструкция

Конструктивные отличия во многом зависят от назначения изделия. Например, нагрев воды для мытья предполагает существенный объем и интенсивную теплопередачу. А использование только для отопления требует постепенной передачи тепла теплоносителю.

Выбор модели обычно связан не столько с КПД и ценой, сколько со сложностью установки. Например, некоторые модификации водяных «рубашек», «змеевиков» и «дипломатов» монтируются без разборки печи. Максимум – модернизация части трубы или замена чугунной плиты (для готовки) на «дипломат».

Теплообменные регистры, как правило, предпочтительнее других устройств. Однако устанавливаются они только при строительстве новой печки или серьезной переделке старой.

Материал

Проектируя печь либо камин с каким-либо теплообменником, инженер (или печник) учитывает параметры материалов. Необходимые свойства – огнеупорность, эластичность, стойкость к коррозии, теплоемкость, теплопроводность. Обладают этими характеристиками только металлы.

Выбор, как правило, связан с наличием или доступностью материала. Нередко встречаются банные печи с чугунным теплообменником, представляющим собой доработанную батарею. Доработка заключается в проварке стыков секций и заглушек в лишних отверстиях. Тем самым получают теплообменный регистр, обладающий всеми нужными свойствами. Его недостаток – громоздкость, ограничивающая выбор места.

Изготовление своими руками

Принятие решения о самостоятельном изготовлении, как правило, говорит о наличии кое-какого инструмента и навыков работы с ним. В идеале необходима полноценная мастерская с тисками, сваркой (двух видов), верстаком, наковальней и т. д. Если оснащение оставляет желать лучшего, возможен вариант сборки простейшей модификации – медного спиралевидного змеевика.

Плюсы этого варианта:

Банная печь с таким теплообменником справится со всем, чего от нее можно ожидать: обеспечит работу 2 – 3 радиаторов отопления, нагреет воду в небольшом баке. За микроклимат в парилке, все же, отвечает каменка.

Расходные материалы

Из специальных инструментов для работы с медью необходима только газовая горелка. Профессионалу потребуется труборез, фаскосниматель, металлический ершик нужного размера. Однако все это заменяется болгаркой, напильником (рашпилем), мягкой абразивной губкой. Расходных материалов также понадобится минимум:

Необходим «трубогиб» — ровное круглое бревно. С его помощью теплообменник для банной печи получит форму спиралевидного змеевика. Длина бревна – не меньше 1 м, а диаметр равен габаритам дымохода на выходе из печки. Как правило, параметр зависит от размеров топки и не бывает менее 10 см.

Бревно следует жестко закрепить, зафиксировав его мощными саморезами/дюбелями между двумя деревьями или стенами.

Алгоритм сборки

Самая сложная часть сборки – придание спиралевидной формы. Для этого трубу придется гнуть, используя жестко установленное бревно. Неотожженную медь согнуть не получится, поэтому покупать надо именно ту, что в бухтах. Самый простой способ установки теплообменника «змеевик» в кирпичную печь (для отопления) – монтаж на дымоход. Алгоритм действий:

  1. Надежно заглушите один конец трубы, например, запаянной заводской заглушкой.
  2. Заполните трубу песком, проливая водой, простукивая молотком, уплотняя «шомполом». Им может стать металлопластиковая труба или заглушенный резиновый шланг.
  3. Когда труба будет заполнена, максимально уплотните наполнитель, затем заглушите второй конец. Старайтесь, чтобы песок при этом не «разуплотнился».
  4. Прикрутите к бревну П-образный или круглый хомут, который будет плотно держать трубу. Основание «П» – перпендикулярно трубогибу ближе к концу, а расположение по окружности роли не играет.
  5. Вставьте конец бухты в хомут, начните, не торопясь, накручивать трубу на бревно.
  6. Если где-то появился залом, значит, в этом месте песок лежит недостаточно плотно. Желательно начать все сначала, но, теоретически, можно попытаться отстучать залом молотком.
  7. Если d дымохода равен 150, а длина бухты — 4.5, должно получиться 8 – 9 витков спирали (высотой не более 35 – 40 см), а также два «хвоста» по 30 – 40 см.
  8. Отрежьте заглушки, вычистите песок, промойте спираль.
  9. Припаяйте к концам спирали переходные водорозетки.
  10. Снимите крышку, закрывающую каменку, или демонтируйте шиберную заслонку (выньте часть дымохода).
  11. Оденьте «змеевик» на трубу как можно ближе к печке.
  12. Соберите обратно дымоход, учитывая необходимые герметики, подмотки (если они были).

Теперь можно установить и подключить остальные элементы отопительной системы, в том числе открытый расширительный бак самоварного типа, трубопровод, краны, радиаторы, воздушные клапаны. Для улучшения естественной циркуляции диаметр трубопровода не должен быть намного меньше размеров змеевика. В идеале – он также будет медным, того же диаметра.

Вероятная трудность – снижение тяги из-за непредусмотренного теплосъема с дымохода. Решение – увеличение длины дымовой трубы.

Варианты установки теплообменной конструкции

Установка теплообменного устройства любого вида предполагает проведение немалого объема работ, особенно если его эффективность имеет серьезное значение. Например, простейшая спираль на дымоходе может слабо прогреваться, а циркуляции без насоса не быть совсем. Тогда приходится принимать меры, вплоть до отказа от такой конструкции. На практике один теплообменник для печи, установленный в разных местах, выдает разный КПД. Условно можно составить такой ТОП, начиная с самой эффективной разновидности:

Змеевик на дымоходе условно является наименее эффективным вариантом. Однако простота устройства нередко нивелирует недостатки. К тому же, КПД повышается различными способами. Среди них – обкладка змеевика термоизолированным кожухом с заполнением пустот песком либо установка конструкции прямо в каменку.

Все названия условны. Например, нередка такая заводская конструкция, когда емкость кубической формы встроена над каменкой. Ее можно считать рубашкой или дипломатом.

Правильное подключение

Дровяная печь или камин с любым теплообменником – это лишь часть системы. Для ее энергоэффективной работы ключевым фактором остается циркуляция теплоносителя. Даже когда применение насоса явно необходимо (например, в большом двух- или трехэтажном доме), естественная циркуляция – важная вещь. Благодаря ей трубы не полопаются из-за разморозки слишком быстро, и вода так просто не закипит, если отключится электричество. Для улучшения циркуляции желательно придерживаться следующих правил:

Еще один важный момент – проходимость трубопровода. Чем она выше, тем лучше. Поэтому не стоит сужать диаметр, встраивать лишние колена, арматуру, а также применять ржавые изнутри или пластиковые трубы.

Установку теплообменника производят на стадии сборки печи. Если речь идет о старой конструкции, не нужно лениться разобрать ее. В этом случае получится установить максимально эффективное устройство туда, куда требуется. Попутно будет проведен подробный осмотр кладки, а также других деталей. Дефекты и изъяны устранятся.

Печь с водяным контуром для отопления дома: особенности печного отопления + выбор оптимального варианта

Дрова и уголь остаются во многих регионах наиболее доступными видами топлива, с помощью которых отапливаются частные коттеджи. Однако печной обогрев выбирают не только из-за дешевизны и общедоступности энергоносителя, но и из-за низкой цены его обустройства.

При этом помимо множества плюсов печь с водяным контуром для отопления дома имеет и массу минусов. Далеко не всегда такой вариант бывает оптимальным. Давайте попробуем разобраться в нюансах такой системы отопления.

Особенности обогрева на базе печки

Печное отопление – норма для российских деревень, надежность и практичность которого проверенна веками. И сегодня во многих деревенских домах стоят печи с плитой для готовки пищи и подом для выпечки хлеба.

Одни из них оборудуются водяным контуром отопительной системы, а другие нет. Но выкидывать их и менять на современные котлы хозяева сельского жилья не спешат. Более безотказного и беспроблемного способа обогрева еще не придумали.

В качестве топлива в подобных деревенских печах сжигают:

Принципиальной разницы между этим типами топлива с точки зрения устройства печки внутри и разводки системы водяного отопления по частному дому нет. Одни из них дают больше жара, а другие прогорают дольше. Но конструкция топки и схема разводки труб с теплоносителем по комнатам во всех случаях одинаковы.

Среди достоинств печного отопления числятся:

Если частный дом невозможно подключить к магистральному газу, то дровяная печь будет наилучшим выбором для его отопления.

Единственное исключение – когда уголь или дрова недоступны в конкретной местности. Но такой вариант в России является скорее исключением, нежели нормой.

Также из недостатков печного отопления следует упомянуть:

Кирпичная отопительно-варочная печь для частного дома с водяным отоплением в зависимости от конструкции и количества рядов может весить от 1,5 до 10 тонн. Плюс сюда добавляется вес трубы.

Фундамент для такой массы требуется мощный и дорогой по затратам, что также можно назвать минусом рассматриваемых отопительных систем.

Устройство печного водяного отопления

Печь для рассматриваемой системы обогрева в идеале необходимо рассчитывать и строить одновременно с домом. Если жилое строение уже возведено, то поставить в нем печную конструкцию из кирпича будет сложно. А зачастую это и вовсе оказывается невозможно из-за необходимости делать прочный фундамент и перестраивать стропильную систему.

Водяное отопление на основе печи состоит из:

Также в отдельных случаях эта отопительная система дополняется циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Однако такой расширенный вариант применяется крайне редко, так как требует бесперебойного электропитания и приводит к удорожанию всей схемы.

А основной плюс водяного печного отопления – дешевизна устройства. Дополнять его дорогостоящими и склонными к поломке элементами не стоит.

Схема циркуляции воды в контуре

Система водяного отопления в домах выстраивается с естественной (гравитационной) либо принудительной циркуляцией теплоносителя. Если она делается на базе дровяной печки, то лучше всего предпочтение отдать первому варианту.

Водяное печное отопление рекомендуется обустраивать только в одноэтажных домах площадью до 150 м 2 . В этом случае его можно сделать гравитационным без дополнительных насосов.

Если необходимо обогреть коттедж в пару и более этажей, то лучше осуществлять это на базе более мощного котла. Печь для таких строений придется сооружать просто огромную, что дорого в реализации. Да и объемы топлива придется в нее закладывать каждый раз немалые. А делать так крайне не рекомендуется из-за увеличения рисков возникновения пожаров.

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

Если водяной обогрев в загородном доме решено делать своими руками, то лучше его проектировать именно по этой схеме. Монтаж и расчет такого варианта выполнить проще, чем с принудительным движением воды.

Если бойлер автоматизирован и воду греет постоянно по мере необходимости, то дровяная печь протапливается раз или два в сутки. Именно в эти моменты теплоноситель в печной топке и нагревается, чтобы отдать тепло в помещениях. После гонять его насосом по трубам контура бессмысленно. Воду все равно ничто в холодной топке не будет подогревать.

Делая выбор в пользу печи на дровах или угле, хозяева частных домов обычно рассчитывают получить автономную систему обогрева. Если поставить в нее насосное оборудование, требующее для работы питание из электросети, то об автономности говорить будет сложно.

Печь – кирпичная или металлическая

Печь из кирпича дольше нагревается, но и дольше отдает тепло пространству вокруг себя. Аналог из стали наоборот быстро греется и также быстро после прогорания топлива остывает. Частично эта проблема решается за счет наличия в водяном контуре больших объемов теплоносителя.

Однако чем больше воды приходится хранить в системе, тем дороже она выходит по материалам.

Печь из стали под водяное отопление мощностью 5–15 кВт – без топлива и воды это конструкция весом 100–300 кг. Такую буржуйку без опаски можно поставить на усиленные лаги. Печные фундаменты требуется заливать, когда печка весит более 700–800 кг. Вот если она кирпичная, то без бетонных работ тогда точно не обойтись.

В сравнении с металлической, печь из кирпича весит больше, стоит дороже и сложнее в монтаже. Однако у нее выше КПД и меньше риски заморозки контура с порывом труб из-за образования внутри льда. Если все решено делать капитально для себя и постоянного проживания, то выбор рекомендуется останавливать на кирпичном варианте.

Трубы – нержавейка или металлопластик

Если система отопления строится на базе водогрейного котла, то обвязку его разрешается делать не только стальными трубами, но и металлопластиковыми и полипропиленовыми. Однако если воду будет греть дровяная печь, то контур с теплоносителем от нее стоит создавать только из нержавейки.

Металлопластик рассчитан на работу с теплоносителем, разогретым до 90–95 °С. Кратковременно он способен перенести и нагрев до 110–120 °С. При этом автоматика котлов и бойлеров изначально не допускает прогрев воды до таких градусов. Для теплых полов она нагревается до 30–45 °С, а для батарей до 60–65 °С.

Однако в случае с дровяной печкой температуры под сотню – не просто возможны, а далеко нередки. Рисковать и играть в русскую рулетку, делая обвязку этой печи с помощью металлопластиковых труб, не рекомендуется. Лучше всего предпочтение отдать более надежной нержавеющей стали.

Вдобавок выходящие из топки от змеевика патрубки для подсоединения труб контура точно будут нагреваться до сильно высоких температур. От открытого огня их отделяет менее полуметра. Подсоединять к ним любые пластиковые трубы опасно из-за риска расплавления последних.

Теплоотдача – радиаторы или регистр

Подача тепла из печки в контур отопления осуществляется порциями по несколько часов, пока в топке горят дрова или уголь. Если воды в отопительной системе мало, то дом быстро будет выстывать. Поэтому в деревнях подобный обогрев обычно и делается из толстых стальных труб, а не на основе более привычных горожанам радиаторов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит просто идеально.

Проложенная по дому труба диаметром 80–120 мм из нержавейки – это отопительный регистр, состоящий из подачи от печи и обратки к ней. В дальней от топки комнате эти линии соединяются воедино, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль внешних стен.

Выглядит регистр не столь эстетично, как радиатор. Зато первый вариант сильно дешевле и проще в самостоятельном изготовлении, нежели второй. Для его реализации надо лишь иметь опыт обращения со сварочным аппаратом.

Площадь теплоотдачи для подобного контура рассчитывается умножением числа ПИ на диаметр и длину трубы. Плюс в расчетах надо учесть тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.

Однако, зачастую, подобные вычисления не производятся, а берется труба диаметром 80–100 мм и прокладывается по периметру всего жилого здания с закольцовыванием в дальней комнате. При этом регулировка теплоотдачи производится «на глаз» и опытным путем в результате накладывания того или иного объема топлива в топку.

Не зря контуры из регистров вкупе с водяными печами так распространены. Их не нужно даже рассчитывать, достаточно взять подходящую трубу и сварить сваркой.

Подбираем теплообменник для топки

Теплообменник в печку можно сделать из меди, стали либо чугуна. Медный вариант сразу лучше исключить из-за высокой цены. Самостоятельно спаять такое устройство крайне проблематично.

Чугун по техническим параметрам выигрывает у стали. Однако выполнить своими руками из него теплообменник для дровяной печки представляется проблематичным. Можно лишь взять для этого старую батарею. Но здесь надо учесть, что уплотнитель между ее секциями будет выгорать в топке. А это прямой путь к потере герметичности и выходу воды в топочную камеру.

Если теплообменник решено делать из чугунной батареи, то лучше всего брать для этого модели МС-110-300 или МС-90-300. Они небольшие и спокойно разместятся в топке. Площадь поверхности нагрева у них на каждое ребро будет порядка 0,14–0,16 м 2 .

Исходя из этих цифр, можно прикинуть – сколько потребуется секций для конкретного контура. На каждый 10 квадратов площади дома нужно 1 кВт, что будет приблизительно равно 0,1 м 2 площади нагрева теплообменника из чугуна.

Еще один момент использования чугунной батареи в качестве теплообменника – это проблематичность ее чистки от сажи изнутри топки. Время от времени топочную камеру необходимо чистить, а рельефные ребра «чугунки» будут этому сильно мешать.

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

Делают их из низкоуглеродистой стали Ст10…Ст20 с толщиной 4–5 мм. Если брать трубки, то диаметром 30–50 мм.

Трубчатый вариант в плане теплообмена более эффективен, но он и более трудоемок в изготовлении.

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Qy=K*(Tcp-Tk)

Если в печке будут сжигаться дрова, то Tcp=(700+300)/2=500 °С и Tk=(80+60)/2=70 °С. В итоге Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. То есть на квадратный метр обращенной к огню поверхности теплообменника выйдет приблизительно 7,5 кВт/час.

Для угля расчеты следующие – Tcp=(1000+600)/2=800 °С и Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.

Далее делим необходимую для обогрева конкретного дома мощность на вычисленную цифру, в зависимости от планов по использованию того или иного типа топлива.

Например, для коттеджа в 150 м 2 нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м 2 . Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.

Если выбран трубчатый змеевик, то его длина рассчитывается по формуле:

S=2*3,14*D*L

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

Параметры рубашки из стального листа вычислить еще проще, она обычно представляет собой два прямоугольника по бокам топочной камеры.

Выбор самого оптимального варианта

В уже построенном доме массивную кирпичную печь поставить будет сложно. Водяное отопление в этом случае лучше всего организовывать на базе металлической буржуйки, которую разрешается ставить на усиленный деревянный пол без заливки фундамента.

Однако если есть возможность сделать фундаментную основу как положено, то предпочтение стоит отдавать более надежной печной конструкции из кирпича.

Установка в рассматриваемый отопительный контур циркуляционного насоса и/или гидроаккумулятора – это пустая трата денег и ноль дополнительной пользы. Они лишь усложнят монтаж системы. А при отключении света эти устройства и вовсе создадут проблемы. Тогда как вариант обогрева без них при проблемах в электросети продолжит спокойно отапливать дом.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор формы теплообменника в дровяную печку:

Обзор кирпичной печи для водяного отопления в коттедже:

Устройство отопительно-варочной печки из кирпича с разбором порядовки конструкции:

Назвать водяное отопление на основе дровяной печи идеальным и высокоэффективным сложно. Но этот вариант обогрева частных домом самый надежный, а также дешевый и простой в реализации. Только дополнять такой контур циркуляционным насосом и автоматикой не надо. Они работают от электросети и делают всю системы неавтономной, нивелируя ее один из основных плюсов.

Теплообменник в печь для отопления: варианты как сделать своими руками

Печи нужны для того, чтобы передавать окружающему пространству жар от топлива, которое поступает внутрь. Например – при непосредственном нагреве кирпичей и других материалов. Это простой и надёжный метод для получения тепла. Но теплообменники повышают площадь помещений, которые получают отопление. Дополнительно к теплу появляется возможность получения горячей воды. Стоит подробнее разобрать теплообменник в печи, что это понять легко.

Виды теплообменников

Каждый владелец такого оборудования фактически создаёт свои разновидности теплообменников. Достаточно внести в базовую конструкцию небольшие изменения. Но есть общие и главные конструктивные особенности, характерные для всех аппаратов.

Внутренние

Способствуют относительно быстрому нагреву жидкости. Но всегда остаётся большой риск закипания. Такие конструкции вызывают и другие проблемы, связанные с заменой теплообменника, периодическим обслуживанием такой системы отопления.

Для замены таких деталей приходится разбирать всю печь целиком. Образуется накипь, а 1% уже хватает для уменьшения теплоотдачи внутри бани и других подобных помещений.

Внешние

Лишены недостатков, о которых говорилось ранее. Обычно их устанавливают в виде трубы или внутри неё. Температура остаётся не настолько высокой, чтобы образовывалось большое количество накипи. Единственный минус печных конструкций такого типа – уходит много времени, чтобы вода набрала нужную температуру.

Иногда теплообменники монтируют под камнями. Но тогда отпадает необходимость в самих камнях. Обустройство дымохода тоже должно учитывать такие нюансы.

Принцип работы

Это устройство непрямого нагрева воды. Главный принцип заключается в циркуляции жидкости внутри замкнутого пространства прибора. Процесс обеспечивается за счёт конвекции. Вода нагревается под воздействием повышенных температур.

Горячие слои воздуха идут наверх, их место занимают слои с пониженной температурой. Циркуляция – это процесс перемешивания воды под воздействием температуры окружающей среды. Также действует и любой другой теплоноситель. На последних этапах он отдаёт тепло. Сама печь только создаёт тепло, она не может выполнять функцию обменника.

Варианты

Объём самой печи и её мощность учитывают, выбирая подходящую разновидность теплообменника.

Главное – чтобы устройство отбирало не более 10% тепла. Важно обратить внимание и на то, как монтируются трубы, в том числе – на поверхность пола.

Для кирпичной печи

Можно выбрать в таком случае один из нескольких вариантов:

С симметричной двухсторонней конструкцией, различным количеством рёбер. Компактный прибор, отлично нагревающий стенки печки.

Важно. Они отличаются разными габаритами и формами, в том числе – самыми сложными. Монтируются по двум-трём сторонам либо по одной наружной. Для профилактического осмотра и ремонта при необходимости деталь легко вытащить наружу.

Для печи на дровах

В таких ситуациях допустимо использовать один из следующих материалов при изготовлении теплообменника:

В случае с листовой сталью для дров рекомендуется выбирать толщину от 2,5 миллиметров и больше. Обязательные этапы – раскрой, предварительное «прихватывание» деталей с помощью сварки. Бачки могут быть цилиндрическими либо прямоугольными.

От оцинкованной стали рекомендуют отказаться.

На банную печь

В таких печах популярностью пользуются следующие модели теплообменников в кирпичную печь:

Из медной или стальной трубы. Обычно имеют вид плоской, кольцевой змейки. Простой в изготовлении вариант с высокой эффективностью.

Основа – жаростойкая листовая сталь, выглядящая, как тарелка. Либо это может быть прямоугольный бачок, который тоже сохраняет воду тёплой надолго.

Сложная конструкция, со стальными трубами в основе. Свариваются как набор из нескольких регистров. Изделие похоже на паровозные котлы.

Основные преимущества

Главная положительная черта при правильном выборе – получение горячей воды в самые короткие сроки.

Главное – приобретать конструкции, способные поддерживать такой показатель на протяжении длительного времени. Тогда получится экономить на топливе и других дополнительных расходах.

Сооружение теплообменника своими руками

Первый шаг – разработка проекта, при создании которого просчитывают всё до мелочей. Один из главных факторов – размер. Слишком большой теплообменник в банную печь будет вредить, если сама печь по габаритам небольшая. Длина не должна быть больше трёх метров, если основной материал змеевика – медь. Тогда установить конструкцию проще.

Змеевик и есть самый простой вариант. Для него достаточно обычной медной трубы с длиной от 2 до 3 метров.

Скорость нагрева определяется длиной трубы, количеством витков. Но размер печи и топки всё равно надо учитывать. Из-за перекосов по габаритам конструкция служит меньше.

Обратите внимание. Специальные шаблоны создают для закручивания труб в спираль. Допустимо применять любые доступные детали цилиндрической формы. Диаметр шаблона тоже должен соотноситься с размерами.

Трубу изгибают и наматывают её на основу для получения спирали. Главное – соблюдать точные параметры. Можно сваривать трубы друг с другом, когда собирают теплообменник для печки.

Рекомендации по эксплуатации

Не будет лишним изучить общие правила безопасной эксплуатации:

Естественный теплообмен обустраивают так, чтобы холодная вода стекала вниз, а горячая таким же образом поднималась наружу.

Рекомендации пользователей

Рекомендуют монтировать теплообменник ещё во время кладки новой печи. В противном случае объём топливника надо уменьшить. Общую обкладку кирпичом выполняют только после того, как устройство смонтировано. Между частями печи обязательно оставляют зазор.

Качественный металл толщиной минимум 2,5-5 миллиметров – оптимальный выбор для создания теплообменников на банную печь собственными руками. Теплоносителями могут быть в равной степени вода и антифриз.

Эффективность работы печи выше, если использовать теплообменник. Тогда проще обеспечить равномерный прогрев всех помещений, вне зависимости от расстояния до источника энергии.

Печи для отопления дома с водяным отоплением, особенности устройства и монтажа

Отопление от дровяной печи в богатой лесами России было долгое время единственным способом обогрева жилья. Сравнительно недавно появились альтернативы – газовое или электрическое отопление, каждое со своими преимуществами, которые, однако, стали быстро сокращаться из-за непрекращающегося роста тарифов на энергоносители. Сегодня водяное отопление в частном доме от печи на дровах многими владельцами стало рассматриваться как практичный вариант обогрева загородного дома, имеющий дополнительные выгоды.

Традиции прекрасно совмещаются с технологиями Источник kelohouse.ru

Преимущества и недостатки печного отопления

Традиционному печному отоплению отдают предпочтение многие жители сельской местности, поскольку оно обладает проверенными временем преимуществами:

Автономностью. Дом не надо подключать к дополнительным коммуникациям, что всегда затратно и хлопотно. Работа системы основана на принципе естественной циркуляции.

Экономией при установке. Оборудование для печи, подключаемой к водяному отоплению, обходится дешевле, чем для других нагревательных систем.

Доступностью топлива. Дрова являются естественным, распространенным и дешевым топливом на большей части страны. Существуют комбинированные печи, позволяющие использовать в работе уголь, торфяные брикеты, кокс.

Экономией при эксплуатации. Некоторые печи (конструкции длительного горения) позволяют существенно уменьшить расход дров.

Экологичностью. Сжигание натурального топлива не наносит вред окружающей природе.

Эстетичностью. Современные дровяные печи способны стать значимой деталью интерьера.

Автономность работы – важная особенность дровяной печи Источник heaating.ru

Вместе с несомненными плюсами печное отопление обладает и некоторыми минусами:

Сравнительно низкая эффективность. КПД (коэффициент полезного действия) печи будет всегда ниже КПД газового или дизельного котла. Значительные потери тепловой энергии происходят через дымоход.

Постоянное обслуживание. Чтобы система работала бесперебойно, требуется постоянный контроль человека; наладить автоматическую работу невозможно, надо следить за подачей топлива и утилизацией отходов.

Медленный и неравномерный прогрев помещений. Печь хорошо прогреет только ту комнату, где установлена; в дальних уголках просторного дома будет заметно холоднее

Навыки использования. Поддерживать процесс горения в топке сложнее, чем в котле.

Место. Необходимо выделить место для хранения запаса дров.

Пожароопасность. Отдельные части конструкции нуждаются в тщательной изоляции (что особенно важно, если постройка деревянная). Другая сложность – горение невозможно остановить мгновенно.

Для хранения дров придется изыскать место Источник pinterest.com

Дополнительные плюсы и минусы системы с водяным контуром

Устройство водяного контура дает возможность равномернее распределять тепло по жилью. Печное отопление, дополненное системой водяного контура, характеризуется улучшенными параметрами и дополнительными преимуществами:

Производительность. Система с водяным контуром способна качественно прогреть жилье большой площади. Благодаря высокой удельной теплоемкости вода поглощает и отдает значительное количество энергии, с небольшими потерями при транспортировке.

Размер. Водяной контур имеет малые габариты, в отличие от, например, воздуховодов воздушно-конвекционной системы, которые часто остаются на виду.

Многозадачность. Печь для отопления дома с водяным отоплением с легкостью может справляться с несколькими задачами: поддержанием комфортной температуры воздуха в комнатах, нагревом воды для бытовых нужд и приготовлением пищи.

Качества теплоносителя. Вода – безопасный и доступный наполнитель для домашнего контура.

Визуализация конструкции с большой топкой и водяным контуром Источник yandex.uz

У использования воды есть минусы, обусловленные ее физико-химическими свойствами:

Высокая температура замерзания. Если в загородном коттедже живут круглый год, водяному контуру ничего не грозит. Если дом зимой пустует, вода может замерзнуть, расшириться и повредить систему. Распространенный выход – слив воды (но тогда усиливается коррозия металлических деталей). Альтернативный вариант, использование антифриза, подходит не всем системам и радиаторам и требует дополнительных денежных вливаний.

Состав воды. Если вода, циркулирующая по системе, имеет повышенное содержание солей, на внутренних частях усиленно образуется накипь и начинается коррозия. Затормозить нежелательные процессы можно добавлением в систему специальных присадок. Обустройство закрытой системы также поможет пролить срок службы водяного контура.

Печь-голландка отличается высокой теплоотдачей и занимает немного места Источник opalennia.com

Устройство водяного отопления

Системы водяного отопления, устанавливаемые в современных постройках, могут быть реализованы двумя способами. В наиболее распространенной, радиаторной системе, помещения нагреваются благодаря всевозможным радиаторам (батареям). Реже встречающийся вид – система теплых полов. Здесь роль нагревательных элементов выполняют трубы, размещенные в стяжке пола. В число элементов любой отопительной системы с водяным контуром входит:

Генератор тепла. Печь или камин с теплообменником, производящие тепло для нагрева теплоносителя.

Отопительный контур. Система труб, по которым проходит циркуляция воды. В системе теплых полов трубы одновременно являются и нагревательным элементом.

Нагревательные элементы. Основной нагрев комнат осуществляется благодаря радиаторам; их конструкция способствует максимальной отдаче тепла.

Расширительный бак (открытый или мембранный). Он помогает избежать повреждений системы при повышении давления.

Печь с водяным контуром в доме с мансардой Источник otopleniehouse.ru

Циркуляционный насос. Поддерживает движение воды в системе на должном уровне.

Дополнительные элементы. В зависимости от вида системы, в нее встраивают различные средства контроля и датчики безопасности. Также может присутствовать разнообразная запорная и регулирующая арматура.

Принцип работы системы водяного отопления

Подобная система может работать двумя способами:

На основе естественной (гравитационной) циркуляции воды. Естественная циркуляция воды становится возможна благодаря тому, что удельный вес холодной воды больше (она тяжелее), чем горячей. Такая значимая разница позволяет холодной воде, отдавшей тепло и стекающей по трубам к теплообменнику, вытеснять горячую воду в контур отопления. Главное условие организации такой системы: точка входа холодной воды в теплообменник проектируется ниже точек выхода из радиаторов. Чтобы условие было выполнено, теплообменник стараются размещать как можно ниже, нередко в подвале.

Схема закрытой системы отопления с бойлером-накопителем Источник petrenco.com

На основе принудительной циркуляции воды. В частных строениях площадью свыше 80-100 м 2 система естественной циркуляции становится неэффективной – долго прогревается и плохо регулируется. Проблема решается встраиванием перед теплообменником циркуляционного насоса. Он обеспечивает постоянное движение воды по контуру, позволяет гибко регулировать давление и быстро повышать или понижать температуру обогрева. В зависимости от модели, насос может иметь разные габариты, по-разному встраиваться в контур и издавать шум разной силы.

Об особенностях печей с водяным контуром (ПВК)

Печи для водяного отопления дома на дровах могут иметь различный внешний вид, характеристики мощности и дополнительный функционал. Если они монтируются не в техническом (подвал, котельная), а в жилом помещении (кухня, гостиная), важность приобретает и ее внешний вид. Современная дровяная печь способна вписаться в любой интерьер и стать украшением гостиной. По материалу изготовления печи делятся на три вида:

Металлические (используется сталь или чугун).

Комбинированные (как правило, металлическая топочная камера обрамляется кирпичным корпусом).

Видео описание

О визуализации проекта печи с водяным контуром в следующем видео:

Дровяные печи, встроенные в водяной контур, также можно делить по способу сжигания топлива:

Печи с традиционной топкой. У таких печей объемная топочная камера, куда помещается большое количество дров.

Пиролизные или газогенераторные агрегаты. У таких печей особая конструкция, благодаря которой дрова горят медленно. Во время горения накапливается горючий газ, который затем сжигается в отдельной камере.

Особенностью любой ПВК является теплообменник, который может быть выполнен в виде змеевика, радиатора или котла. На размер и вид устройства влияет объем топки; одновременно, конструкция теплообменника определяет эффективность печи. По организации теплообменника печи делятся на три группы:

Теплообменник встраивается в топку и представляет собой простую камеру (водяной котел) из листовой стали или систему труб. Такой способ уменьшает емкость топки; также существует опасность повреждения (протечки или взрыва при перегреве).

Пиролизная печь отличается высоким КПД и экономностью Источник pechivdom.ru

Теплообменник размещается по периметру топочной камеры или в дымоходном канале (тогда он называется трубчатым плоским регистром), что увеличивает КПД системы. Такие ПВК более технологичны, стоят дороже и не подходят для использования в гравитационных системах. Если возможны перебои с электричеством, для циркуляционного насоса потребуется автономное питание.

Печи пиролизного типа, где теплообменник находится рядом с камерами, заполненными горячим газом. Оборудование печи отличается сложным устройством и самым высоким КПД, энергия эффективно поглощается теплоносителем (водой), дым из печи выходит еле теплым. Для полноценной работы пиролизных конструкций важно качество изготовления и используемая при этом сталь.

Видео описание

О проекте отопительно-варочной печи в следующем видео:

Кирпичная ПВК – особенности эксплуатации

Нередко водяное отопление совмещают не только с камином или современной дровяной печью. Для многих лучшим вариантом станет установка классической кирпичной печи как источника тепловой энергии. Грамотно расширив с помощью водяного контура возможности кирпичной печи, можно качественно прогревать не только ближайшие жилые комнаты, но и всю постройку. Чтобы повысить КПД кирпичной печи, разработаны различные конструкции теплообменников (в их качестве выступают змеевики и регистры). Эксплуатация такой системы в загородном жилье обладает особенностями, в число которых входят:

Обустройство. Чтобы сложить качественную печь, а затем провести монтаж водяного отопления, потребуются мастера высокой квалификации.

Размер. Габаритная традиционная русская печь занимает много полезной площади и помещается далеко не в каждой кухне. Альтернативой для скромных по размеру помещений станет голландская или шведская кирпичная печь. Такие конструкции характеризуются меньшими размерами, но полной функциональностью.

Схема установки теплообменника Источник ogon.guru

Улучшение КПД. Максимальный КПД печи не достигает 50%; половина тепла (и денег) безвозвратно исчезает в трубе. Устройство полноценной системы водяного отопления позволяет увеличивать этот параметр до 80-85%, что сравнимо с характеристиками котлов промышленного производства, работающих на твердых видах топлива.

Инерционность. В отличие от электрических котлов, на разогрев системы, завязанной на кирпичную печь, потребуется некоторое количество времени.

Уход. Сгорающие дрова оставляют после себя золу и пыль. Комната, в которой расположена кирпичная печь, придется убирать часто и тщательно.

Требования к безопасности. Неправильная эксплуатация кирпичной печи для дома с водяным отоплением является угрозой не только пожара, но и отравления угарным газом.

Видео описание

О кладке кирпичной печи с водяным контуром в следующем видео:

Монтаж ПВК

Если в загородном коттедже планируется устройство водяного отопления от кирпичной печи (на дровах), теплообменник конструируется индивидуально, под определенную печь. Такое устройство практически не подлежит ремонту, поэтому для монтажа привлекают специалиста-печника, который сможет профессионально выполнить все работы:

Изготовить теплообменник и дважды проверить его качество – до и после установки.

Вмонтировать теплообменник на нужном этапе (после выполнения фундамента), затем продолжить кладку, соблюдая определенные правила. При монтаже теплообменника оставляют компенсационные зазоры, оставляющие 1-1,5 см до стенок топочной камеры, Зазоры, учитывающие тепловое расширение, нужны и при монтаже труб.

При монтаже теплообменника с трубами и для изоляции применять исключительно жаропрочные уплотнители.

Стальные трубы для изготовления теплообменника Источник 36doors.ru

Рекомендации по размещению элементов системы отопления

Элементы системы отопления трудно назвать украшением современного интерьера. Под это определение могут подойти разве что трубы, органично смотрящиеся в некоторых интерьерах индустриального направления. В целом, строительные нормы и архитектурные принципы рекомендуют размещать детали в скрытых, но доступных для ремонта и обслуживания местах. При размещении руководствуются следующими правилами:

Теплогенератор размещают в изолированной комнате с отоплением и хорошей вентиляцией. В таких же условиях должен работать циркуляционный насос. Небольшие котлы (мощностью до 30 кВт) допустимо устанавливать на кухне, в прихожей, в подвале или в теплой отапливаемой пристройке. Печи, предназначенные для жилых помещений, устанавливаются с учетом правил пожарной безопасности.

Место для расширительного бака открытого типа – на чердаке, подающие и сборные трубопроводы стремятся расположить вдоль капитальных стеновых конструкций.

Соблюдение правил эксплуатации помогает бесперебойной работе системы Источник yandex.ru

Главный стояк проходит открыто в углах жилых помещений, на чердаке его покрывают теплоизоляцией.

Радиаторы устанавливают открыто под оконными проемами. Они участвуют в комнатной циркуляции, нагревая холодный воздух, поступающий от окон. Попытки украсить радиаторы декоративными экранами нежелательны, поскольку снижают теплоэффективность системы.

Читайте также:  Из чего состоит газовая колонка - запчасти

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *