Zbo39.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплообменник для печки

Что такое теплообменник для печи и как он устроен

Теплообменник для печи — это устройство, которое обеспечивает передачу тепловой энергии сгорающего топлива к нагреваемому теплоносителю, находящемуся в изолированном от внешней среды контуре. Таким образом существенно повышается общая энергоэффективность, так как меньше тепловой энергии в буквальном смысле слова уходит в трубу дымохода. Как правило, это стальная или медная конструкция, сваренная из труб, внутри которой циркулирует теплоноситель — вода либо антифриз. Рекуператор непосредственно контактирует либо со стенками печи, либо с продуктами сгорания в дымоходе, другая его половина расположена в помещении.

Практически любая печь, кроме электрической, представляет собой конструкцию, в которой тепловая энергия вырабатывается путем сжигания топлива. Эта энергия нагревает стенки, сложенные из кирпича или сваренные из металла, а уже от них прогревается воздух в доме. Коэффициент полезного действия довольно низок, так как существенное количество тепла улетучивается в дымоход с угарными газами. Но можно повысить теплоотдачу, оборудовав печь теплообменником.

Как работает теплообменник?

Движение жидкости внутри труб основано на известных всем законах физики, в частности на законе теплового расширения. Нагретая жидкость расширяется, а значит, ее плотность и вес уменьшаются, и теплоноситель устремляется по трубе вверх. Остывший теплоноситель, наоборот, сжимается и уплотняется, поэтому под действием гравитации стекает вниз, в ту часть, которая находится в печи.

Проходя через раскаленную печь, теплоноситель контактирует со стенками и нагревается, после чего выходит по трубе наружу и отдает тепло помещению в виде излучения, а также нагревает воздух конвекционным способом. Остывший теплоноситель возвращается в нагретое пространство, вновь отбирая там тепло и выводя его в помещение. Использование печи с теплообменником дает возможность существенно повысить КПД и уменьшить дневное потребление угля или дров.

Виды теплообменников для печи

Все теплообменники для печи делятся на две основные группы:

наружного типа — представляют собой емкость, заполненную теплоносителем (чаще всего водой), внутри которой проходит дымоход с раскаленными продуктами горения. Проходя через резервуар, топочные газы нагревают теплоноситель, после чего, остыв, выбрасываются наружу;

внутреннего типа — состоят из спиральной трубы или регистра труб, вмонтированных непосредственно в стенки либо в потолок топочной камеры.

Каждая из конструкций имеет свои достоинства и недостатки Печь с теплообменником наружного, или «самоварного», типа более эффективна, так как в ней теплообмен происходит с уже отработанными газами, которые иначе были бы просто выброшены через дымоход. Но такая конструкция достаточно сложна в исполнении, требует точного расчета и знания законов движения воздуха. Внутренний теплообменник устроить намного проще, здесь никаких особых расчетов не требуется. Однако стоит помнить, что вмонтированную в тело печи трубу практически невозможно прочистить или отремонтировать при протечке.

Материалы для теплообменника

Теплообменники для печей изготавливают из разных материалов. Выбор зависит от финансовых ограничений владельца и от предпочитаемой конструкции.

Металлопластиковая труба — крайне неудачный выбор. Помимо того что она обладает очень невысоким коэффициентом теплоотдачи, следует помнить, что при нагреве пластик начинает выделять вредные для здоровья фенольные соединения. Использовать металлопластиковые трубы там, где температура нагрева может превысить 200 градусов, вообще нельзя.

Медная труба — отличный вариант. Коэффициент теплопроводности меди очень высок, материал отлично передает нагрев теплоносителю и не препятствует нагреву воздуха. К сожалению, медная трубка стоит недешево, а поэтому доступна не каждому.

Стальная труба — наиболее распространенный материал. В идеале она должна быть изготовлена из аустенитовой нержавеющей стали (пищевой), которая обладает высокой долговечностью и полностью безвредна при нагреве. Оцинкованные трубы использовать не стоит из-за активного испарения цинка при высокой температуре.

Нередко в целях экономии теплообменники для печей изготавливают с использованием старых чугунных батарей, использованных полотенцесушителей, автомобильных радиаторов и т. д. Обязательное условие: чтобы организовать естественную циркуляцию воды, длина одной «нитки» не должна превышать 3 метров, а сечение труб не должно быть меньше дюйма.

Монтаж печи с внутренним теплообменником

Для изготовления печи с теплообменником своими руками чаще всего выбирают схему внутреннего размещения из-за простоты. Как показывает практика, тепловой обмен работает более эффективно, если располагать змеевик не в топочной камере, а в толще печной стены. Казалось бы, внутри топки, где температура более высока, чем в стене, теплоноситель должен нагреваться лучше. Но на самом деле все объясняется достаточно просто.

Змеевик, размещенный внутри камеры, отбирает тепловую энергию непосредственно от пламени, поэтому на долю стенок тепла уже остается меньше, а излишки все так же улетучиваются в дымоход. Если же подогреваемая среда контактирует со стенками, то на нагрев топочной камеры при сгорании используется больше энергии, а значит, печь работает более эффективно. Отдающую область размещают выше печи, но немного в стороне, чтобы обеспечить доступ прохладного воздуха для обмена теплом.

Простая схема наружного теплообменника

Для того чтобы обеспечить максимальную разность температур между холодной и горячей частями устройства, наиболее целесообразно использовать дымоход колпакового типа. Внутри него размещается достаточно объемная емкость, заполненная водой, предназначенной для нагрева. Горячий топочный газ находится в верхней части колпака и нагревает емкость, а по мере остывания опускается в нижнюю, после чего выводится наружу. Такая схема позволяет наиболее эффективно использовать тепловую энергию, полученную при сжигании дров или угля.

Чтобы облегчить нагрев жидкости, емкость делается в виде регистра широких труб, связанных в единый контур. Несколько труб, установленных вертикально — наиболее простая в исполнении и работоспособная конструкция, которая к тому же не требует дорогостоящих материалов. Теплообменный аппарат из аустенитной (пищевой) нержавейки выдерживает без изменения характеристик достаточно большой нагрев, а при сварке образует прочные, долговечные швы.

Колпаковый дымоход с теплообменником — лучший вариант для отопления второго или мансардного этажа. Конструкция колпака представляет собой вертикальный цилиндр, расположенный над печью, а трубы теплообменника уходят еще выше — на второй этаж дома. Дачный дом, оборудованный колпаковым дымоходом, прогревается полностью не более чем за час.

Особенности конструкции теплообменника

Конструкционное решение напрямую зависит от схемы размещения. Чем больше площадь поверхности, контактирующей с горячим воздухом, тем активнее идет процесс нагрева, поэтому наиболее распространенные формы — многотрубный регистр или спиральный змеевик. Отдающая часть устройства изготавливается по тому же принципу, но нередко размещается в цилиндрическом или прямоугольном корпусе из эстетических соображений. Чтобы печь с теплообменником пластинчатым прослужила долго, обеспечивая качественный нагрев помещения, необходимо соблюдать несколько общих правил:

  • внутренние диаметры элементов нигде не должны быть меньше дюйма, иначе в узких местах вода будет активно кипеть, препятствуя циркуляции;
  • толщина стенок труб в части, подвергаемой нагреву, должна быть не меньше 3 мм, чтобы избежать прогорания металла с течением времени;
  • между стенкой печи и теплообменником должен оставаться зазор, равный примерно 10—15 мм, для компенсации теплового расширения труб;
  • следует предусмотреть возможность промывки труб изнутри для избавления от накипи, если в качестве теплоносителя используется вода.

При соблюдении этих несложных правил теплообменное устройство будет служить в течение нескольких десятилетий.

Отопительная печь с теплообменником своими руками — не так всё сложно, как кажется

Расход тепла должен осуществляться рационально, поскольку слишком большие потери этого ресурса могут обойтись слишком дорого. Для сохранения тепла используется большое количество методов и приспособлений, самым простым и популярным из которых является печь с теплообменником своими руками. Отопительные печи с теплообменником считаются гораздо более эффективными, чем без их использования.

Что такое теплообменник: устройство и принцип действия

Теплообменником называют устройство, которое способно принимать и отдавать тепло, при этом не имея способности аккумулировать тепло самостоятельно (прочитайте также: «Аккумулятор тепла своими руками»). Например, отопительная печка теплообменником не является, поскольку она создает тепло, а вот жидкость, используемая в отопительных системах, будет считаться теплообменником, поскольку она несет тепло по трубам и охлаждается в процессе передачи тепловой энергии.

Эффективность теплообменника – это его главный показатель, который характеризует способность передавать и сохранять тепло.

Существует несколько принципов, которые в значительной степени влияют на рабочие свойства теплообменника:

  • при большей разнице температур количество переданной энергии будет повышаться;
  • при повышении площади соприкосновения с теплообменником энергия будет передаваться намного быстрее;
  • при высокой теплопроводности материала, использованного для изготовления теплообменника, эффективность его работы будет гораздо выше, чем у аналога с низкой теплопроводностью.

Таким образом, если говорить об отопительных системах, то любая труба, в которой течет жидкость, имеющая температуру, которая отличается от температуры окружающей среды, будет являться теплообменником. Именно поэтому подобные системы используются для отопления: такое сочетание позволяет в разы повысить эффективность отопления и обеспечить домовладельцев не только теплом, но и горячей водой.

Как сделать теплообменник для печи

Изготовление теплообменника не является самым сложным техническим процессом. Самая простая схема теплообменника имеет название «змейка». Для изготовления подобной конструкции необходимо взять обычную трубу, свернутую спиралью, и поместить ее, например, в бочку, оставив концы трубы снаружи. Конечно, такое отопление будет в значительной степени зависеть от теплопроводности используемого материала.

Спиральная форма позволяет обеспечить максимальную площадь соприкосновения. Такой самодельный теплообменник для печи является самым простым и неэффективным, поэтому стоит рассмотреть и другие виды теплообменников.

Высокой популярностью пользуется также теплообменник под названием «водяная рубашка». Эта конструкция предусматривает наличие двух емкостей, одна из которых находится внутри другой. Создание данной конструкции своими руками без специального оборудования и опыта невозможно. Читайте также: «Камин на биотопливе — устройство биокаминов на примерах».

Эксплуатация теплообменника

Чтобы обеспечить теплообменнику долгую и полезную жизнь, его необходимо правильно использовать.

Для этого достаточно выполнять несколько простых правил:

  • трубы теплообменника нельзя устанавливать на закрытом креплении, поскольку при нагреве материал будет расширяться, а если у него не будет для этого свободного пространства, то разрушения не избежать;
  • при невысокой мощности печки стоит делать теплообменник своими руками поменьше, поскольку большое устройство будет перетягивать всю энергию на себя;
  • если кирпичная печь с установленным в ней теплообменником уже прогрета, то доливать в нее воду нельзя;
  • для уплотнения соединения теплообменника с трубами необходимо использовать устойчивые к высоким температурам материалы.

Выполнение этих правил позволит значительно увеличить длительность службы отопительных приборов и существенно повысить безопасность их эксплуатации.

Печь с теплообменником своими руками

Если нужно обогреть всего две комнаты, и при этом предпочтение отдается живому огню, то каминная печка с теплообменником будет лучшим вариантом из всех возможных. Кроме того, существует еще такой отопительный прибор, как печь с воздушным теплообменником, но ее устройство отличается от печей-каминов.

В качестве нагревающего элемента используется непосредственно печь-камин или котел, к которым подключены трубы. В трубопроводе обычно находится дистиллированная вода, но в холодное время стоит менять ее на антифриз или хотя бы разбавлять. Жидкость может циркулировать как естественно, так и под воздействием насоса.

Таким образом, нагретая вода начинает двигаться по дому при помощи трубопровода. Дальше вода демонстрирует свои качества теплообменника, отдавая тепло помещениям. Таким образом, при том же расходе топлива будет отапливаться гораздо большая площадь – и все благодаря тому, что установлен теплообменник в печь для отопления.

Читать еще:  Выбираем термостойкий лак для печей

Классификация печей-каминов

На современном рынке представлено огромное количество самых разных моделей печей-каминов. Все эти конструкции – это печи со встроенным теплообменником, поэтому для выбора подходящего варианта используются другие параметры, например, тип используемого топлива или номинальная мощность.

Самые популярные печи-камины:

  1. Печи-камины «Викинг». Одни из наиболее эффективных типов печей. Обладают потрясающей скоростью прогрева помещения, вне зависимости от его габаритов. В качестве топлива используются дрова или бурый уголь. Единственный недостаток: «Викинги» отказываются работать с каменным углем.
  2. Печи-камины на пеллетах. Как следует из названия, эти печи «питаются» не привычными дровами или углем, а пеллетами. Пеллет – это вид топлива, который отличается экологической чистотой и выпускается в гранулах. Изготавливается из отходов деревообрабатывающей промышленности методом прессовки. Такое топливо не представляет никакой опасности для окружающей среды и обходится очень дешево, чем и обуславливается его высокая популярность. Кроме того, пеллеты не будут чадить в доме, поэтому к их плюсам можно отнести и повышенный комфорт.
  3. Печи-камины «Кедди». Конструкция шведского происхождения, выпускается в двух вариантах: угловом и пристенном. Печки обладают рядом преимуществ по сравнению с аналогами: во-первых, их дизайн значительно превосходит другие конструкции. Во-вторых, «Кедди» обладают небольшим весом, поэтому им не нужен фундамент, да и процесс установки будет значительно упрощен. Подключение к дымоходу и система каналов тоже довольно просты, потому-то эти системы так популярны.
  4. Варочная печь с камином. Основной отличительной особенностью этих конструкций является функциональность. Такие печки отлично подходят для готовки, греют дом и при этом приятно выглядят. Свою популярность эти комбинированные печки заслужили именно за эти качества, которые позволяют реализовать широкий круг задач и при этом мысленно вернуться в прошлое, когда открытый огонь был основным способом готовки и обогрева.
  5. Печи-камины «Байкал». Этот вариант чаще всего используется в загородных домах. Данная модель крайне эффективна, а при необходимости более точного выбора можно рассмотреть весь модельный ряд. Используемое топливо – дрова. Основная характеристика таких печей – невероятно долгая сохранность тепла даже при давно потухшем огне.

В данной статье были рассмотрены виды теплообменников и их классификация. Теперь изготовить теплообменник для печи своими руками не будет составлять особых проблем. Для большей наглядности можно обратить внимание на фото, где показаны теплообменники и особенности их производства. Читайте также: «Промывка пластинчатого теплообменника своими руками».

К тому же, как оказалось, изготовление теплообменника своими руками – это далеко не самая сложная задача. Гораздо сложнее подобрать действительно подходящую отопительную систему, которая будет выполнять все возложенные на нее функции.

Самодельная печь с теплообменником своими руками показана на видео:

Устройство теплообменника для печи своими руками

Традиционно для отопления частных домов используются печи. Однако в силу конструкционных особенностей или увеличения площади помещения их мощности бывает недостаточно для эффективного обогрева всего строения. В таком случае приходится искать пути для повышения теплоотдачи при тех же затратах. При желании можно сделать теплообменник для печи своими руками. Это значительно повысит уровень теплоотдачи.

Выбираем материал

Змеевик традиционно изготавливается из трубы, протяженность и диаметр которой определяются желаемым уровнем теплоотдачи. Эффективность работы конструкции будет зависеть от теплопроводности используемого материала. Чаще всего используются трубы:

  • медные с коэффициентом теплопроводности 380;
  • стальные с коэффициентом теплопроводности 50;
  • металлопластиковые с коэффициентом теплопроводности 0,3.

Медный или металлопластиковый?

При одинаковом уровне теплоотдачи и равных поперечных размерах длина металлопластиковых труб будет в 11, а стальных в 7 раз больше, чем медных.

Именно поэтому для изготовления змеевика лучше всего использовать отожженную медную трубу.

Такой материал отличается достаточной пластичностью, а потому ему легко можно будет придать желаемую форму, например, путем гибки. К медной трубе легко подсоединяется резьбой фитинг.

Ищем подручные средства

Учитывая высокую стоимость материалов, будет уместно рассмотреть возможность использования уже отслуживших свое изделий, но еще не выработавших полностью ресурс. Это не только снизит затраты на изготовление теплообменника, но сократит время на выполнение монтажных работ. Как правило, предпочтение отдается:

  • любым радиаторам отопления, не имеющим течи;
  • полотенцесушителям;
  • радиаторам от автомобилей и другим похожим по конструкции изделиям;
  • проточным водонагревателям.

Конструктивные особенности

Чаще всего в качестве теплообменника выступает металлический бак емкостью до 5 литров с вмонтированными патрубками. Непосредственный контакт с огнем отсутствует. Прибор позволяет нагреть холодную воду, которая затем поступает в радиаторы или съемный бак большей емкости, расположенный в этой же или соседней комнате.

В результате, протапливая печь в одной комнате, можно будет обогреть и другую. По своему конструктивному исполнению теплообменник для печи может быть внешним и внутренним.

Внешний

Такой тип очень напоминает резервуар, заполняемый теплоносителем. Внутри емкости располагается часть трубы, используемая для отвода продуктов горения. По своему конструктивному исполнению внешний теплообменник более сложный, чем внутренний, так как предъявляет повышенные требования к выполнению сварочных работ.

Однако его техническое обслуживание осуществлять намного проще. При необходимости резервуар может быть демонтирован с целью удаления накипи или устранения протечки.

Внутренний

Монтируется над топкой прямо внутри печи. Отличается простотой монтажа, но при необходимости проведения технического обслуживания могут возникнуть определенные трудности. Особенно если печь выложена из кирпича.

Чтобы этого избежать, в момент разработки конструкции стоит позаботиться о ремонтопригодности будущего теплообменника.

Выбираем конструкцию прибора

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

Змеевик

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

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

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

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

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

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

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

Правила конструирования

При проработке конструкции важно обеспечить соблюдение следующих условий:

  • внутренние пустоты в теплообменнике должны быть больше 5 мм. При меньшей ширине возможно закипание воды;
  • для избегания прогорания материала следует использовать трубы с толщиной стенок более 3 мм;
  • необходимо обязательно предусмотреть зазор 10 – 15 мм между стенкой топки и теплообменником для компенсации расширения металла при нагреве.

Приступаем к монтажу

Последовательность выполнения работ зависит от конструктивных особенностей теплообменника.

Установка прибора с регистром

При монтаже в старую печь придется разобрать часть кладки. Последовательность выполнения работ выглядит следующим образом:

  1. Готовим фундамент для змеевика прямо в полости топки.
  2. Устанавливаем змеевик.
  3. Укладываем разобранный ряд кирпичей, оставляя места для входной и выходной части труб.
  4. Подключаем теплообменник к системе отопления.

До начала эксплуатации резервуар стоит в обязательном порядке проверить на герметичность. Убедиться в отсутствии протечек можно путем заполнения его водой, желательно, под давлением.

Монтаж устройства с емкостью

Наилучший вариант для печи или камина. Изготавливается из металлического бака и двух медных трубок. Объем бака, как правило, составляет около 20 литров. При отсутствии готового изделия резервуар достаточного объема изготавливается своими руками путем сваривания листовой стали.

Для изготовления теплообменника следует использовать материал толще 2,5 мм. Сварку стоит производить таким образом, чтобы толщина формируемого шва была минимальной.

Резервуар необходимо установить на 1 метр выше уровня пола, но не дальше 3 метров от печи. В баке проделываются два отверстия: одно около дна, второе – в наивысшей точке с противоположной стороны. Эффективность теплоотдачи зависит от расположения магистралей.

Необходимо стремиться к тому, чтобы минимальное отклонение нижнего отвода в направлении пола составляло 2 градуса. Верхний должен быть подключен под углом 20 градусов в противоположном направлении.

Производится монтаж сливного крана в накопительный бак. Предусматривается еще один кран, предназначенный для слива всей системы, который устанавливается в самой нижней точке. После проверки герметичности система готова к эксплуатации. Эффективность такой печи с теплообменником можно будет по достоинству оценить в холодное время года.

О чем следует помнить?

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

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

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

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

Читать еще:  Инструкция по применению штукатурки для печей

Печь для бани с теплообменником

Решать вопрос нагрева воды для помывки в бане можно различными способами, в том числе и путем установки электрического бойлера. Зато когда в бане планируется поставить хорошую дровяную печку, то никакое дополнительное оборудование для этой цели и не требуется. Достаточно подобрать и приобрести готовый отопитель с теплообменником либо изготовить последний самостоятельно. Разобраться в вопросах, зачем нужен теплообменник для бани и каким образом его правильно смонтировать, призвана помочь данная статья.

Для чего нужен теплообменник?

Подавляющее большинство конструкций банных печей не способствует экономии древесного топлива. Это объясняется специфическими требованиями к ним, а именно:

  • парная должна протапливаться за возможно короткое время до высокой температуры;
  • печка не может занимать много места;
  • наличие каменки – обязательно;
  • режим работы отопителя – периодический.

Исходя из перечисленных требований, печи для бани конструируются таким образом, чтобы быстро достигать высокой температуры в топке и поддерживать ее в течение определенного промежутка времени. При этом много неиспользованного тепла попросту уходит в атмосферу через дымоходную трубу. Грех не пустить эту тепловую энергию на подогрев воды для помывки или даже отопления смежных с парилкой помещений.

Примечание. Исключением являются кирпичные колпаковые печи Кузнецова, предназначенные для бань. Продуманная конструкция позволяет существенно экономить дрова, печь долго держит тепло и к тому же обогревает соседние помещения. Существуют и модификации с применением водяного теплообменника.

Одно из самых простых решений – это использовать тепло, выделяемое при сжигании древесины. В настоящий момент на рынке предлагается множество моделей печей со встроенным змеевиком. Если же отопитель без водяного контура уже установлен и функционирует, ничто не мешает оборудовать его самодельным или заводским теплообменником. Тогда не придется тратиться на бойлер и потом платить за электроэнергию.

Принцип работы

По принципу действия устройства для подогрева воды делятся на 3 типа:

  • змеевик, встраиваемый внутрь отопителя;
  • наружный теплообменник в бане в виде прямоугольного бака, нагреваемого прямо от стенки печи;
  • наружный водяной контур, отбирающий теплоту дымовых газов.

Примечание. Существуют модели, где в тело печи встроен не змеевик, а бак для воды из нержавейки. Их принципы действия аналогичны.

В первом случае теплообменник представляет собой змеевик из стальной трубы, встроенный прямо в топливник. Его располагают таким образом, чтобы труба не подвергалась прямому воздействию пламени, то есть, находилась вне зоны самой высокой температуры. Желательно, чтобы элемент стоял на пути отходящих продуктов сжигания топлива, тогда он не прогорит и прослужит достаточно долго. Встроенный змеевик для нагрева воды на выходе имеет патрубки для присоединения труб, ведущих к выносной накопительной емкости.

В подобных теплообменниках вода прогревается довольно быстро, но при этом назвать процесс эффективным никак нельзя. Ведь нагреватель отбирает тепло напрямую из топки, тем самым уменьшая мощность отопителя. Парная прогревается дольше, соответственно, дров уходит больше. Раскаленные дымовые газы как вылетали в трубу, так и продолжают беспрепятственно вылетать, КПД агрегата остается очень низким (не более 50%).

Примечание. Исключением из этого правила считаются кирпичные банные печи с теплообменником и несколькими ходами движения дымовых газов, обогревающие предбанник и моечную.

Наружный навесной бак из нержавеющей стали – это еще один вариант передачи печного тепла воде. Обычно он подвешивается к одной из боковых стенок топливника и нагревается за счет инфракрасного излучения от нее. Способ привлекает своей доступностью в реализации, но не очень удобен в эксплуатации. Помимо недостатка с прямолинейным отбором теплоты, описанным выше, подвесной бак вдобавок требует постоянного добавления холодной воды.

Устройства отбора теплоты у дымовых газов

Следует отметить, что даже самый простой водяной теплообменник на трубу резко повышает эффективность сжигания топлива до 60%. Фокус в том, что данное устройство никак не влияет на функционирование самой печки, не увеличивает время протапливания парной и расход дров. Главное достоинство таких теплообменников заключается в том, что они отбирают тепловую энергию продуктов сгорания, понижая их температуру.

Данный принцип работы теплообменника используют многие производители металлических банных печей, устанавливая бак для воды открытого типа прямо на дымоходную трубу. Этот вариант популярен ввиду своей доступности, но не очень удобен. Причина – все тот же долив воды по мере ее использования или испарения вследствие закипания.

Наконец, самый лучший со всех точек зрения вариант – банная печь с теплообменником на дымоходе в виде проточного нагревателя небольшой вместительности (от 5 до 10 л). К нему, как и ко встроенному в печь змеевику, через патрубки присоединяется система с выносным резервуаром – накопителем. Объем выносного бака составляет 60—120 л в зависимости от мощности отопительного агрегата. За время протапливания вода в емкости достигает необходимой температуры для помывки.

Кроме перечисленных, существуют и комбинированные модели, где печь для бани с теплообменником, встроенным в топку, имеет еще и бак на дымоходе. Причем эти элементы соединены между собой трубопроводами, то есть, в контуре нагрева задействован не один нагреватель, а целых два. Соответственно, такой вариант вобрал в себя все преимущества и недостатки разных модификаций. Опять же, данной печке все равно потребуется отдельная накопительная емкость поскольку вода в баке закипит достаточно быстро.

Установка теплообменника

Проще всего производится установка теплообменника в бане, когда он идет в комплекте с приобретаемой металлической печью. Надо лишь внимательно изучить инструкцию по эксплуатации и выполнить сборку в соответствии со схемой. Останется только осуществить подключение к системе, об этом будет сказано ниже. Иное дело – монтаж водяного контура в газоход или топку кирпичной печи. Тогда регистр надо изготовить заблаговременно из черной толстостенной трубы либо нержавейки, а затем встроить его в соответствии с проектом печи.

На просторах интернета часто можно прочесть рекомендацию о том, что площадь теплообменника, то бишь его поверхности, должна составлять 1 м2. Утверждение не совсем корректное, ведь печи бывают разные, а рассчитать данный показатель довольно сложно. В этом случае лучше изготовить змеевик по принципу аналогии. То есть, надо отыскать технические характеристики на изделие любого производителя такой же мощности, как у вас, и принять указанную площадь поверхности теплообмена.

Важно. Если изготовить контур с небольшой поверхностью обмена, то вода в нем будет постоянно закипать, что недопустимо. «Перебор» с размером, наоборот, чреват долгим разогревом, в результате к моменту помывки вода в баке останется прохладной.

Что же касается дымоходных теплообменников, действующих по принципу водяного экономайзера, то такой элемент можно как приобрести в готовом виде, так и сварить из двух труб разного диаметра. Помните, чем больше длина контура, тем эффективнее он будет обмениваться теплом с дымоходной трубой.

Немного о подключении

Устанавливая теплообменник в печь, надо усвоить, что она в первую очередь предназначена для протапливания парной, а подогрев воды – функция второстепенная. Управлять двумя процессами одновременно невозможно, парилка в приоритете, поэтому воде в баке или змеевике ничего не стоит закипеть. Значит, надо обеспечить хороший отбор тепла или достаточную накопительную емкость. По этой же причине не рекомендуется применять в подобных системах циркуляционные насосы, течение горячей среды должно быть естественным.

Имея теплообменник типа змеевика или экономайзера, надо поставить в баню выносной бак, подвесив его выше уровня печи и соединив трубами, как показано на схемах:

Для монтажа системы можно применять как металлические, так и полимерные трубы, исключая полиэтиленовые. Диаметры трубопроводов для самотечных сетей следует принять не менее размеров патрубков нагревателя, а лучше – на один типоразмер больше. При этом расстояние от бака до печи не должно превышать 3 м.

Заключение

Печи для бань с водяным контуром весьма популярны, потому часто на рынке можно подобрать не только готовые изделия в комплекте, но и специальные теплообменники, что легко встраиваются в отопитель. Также при желании есть возможность усовершенствовать схему подключения, присоединив к ней трубопровод подпитки холодной воды.

Теплообменник для банной печи

Объем парной, м³: 8-18
Диаметр дымохода, мм: 115

Объем помещения (max) 18 куб. м
Диаметр дымохода 115 мм

Объем помещения (max) 18 куб. м
Диаметр дымохода 115 мм

Объем помещения, м 3 : 8-18
Диаметр дымохода, мм: 140

Объём парилки :6-12 куб.м
Диаметр дымохода: 115 мм

Объём парилки: 6-12 куб.м
Диаметр дымохода: 115 мм

Объём парилки 6-12 куб.м
Диаметр дымохода 115 мм

Объём парилки 6-12 куб.м
Диаметр дымохода 115 мм

Объем парной, м3: 6 — 14
Диаметр дымохода, мм: 115

Объем парной, м3: 8 — 18
Диаметр дымохода, мм: 115

Объём парилки (max): до 24 м3
Теплообменник: Есть

Объём парилки (max): до 24 м3
Вид топлива: Дрова

Объём парилки (max): до 24 м3
Встроенный теплообменник: Есть

Объём парилки (max): до 24 м3
Габариты (ДхШхВ) 875x680x970 мм

Ёмкость, л: 1
Мощность, кВт: 2
Габариты +5 (ДхШхВ), мм: 240х240х40
Материал: сталь жаростойкая нерж.

Теплообменник для печи Корвет, Викинг, Витязь — производства Березка

Мощная печь для бани помогает быстро нагреть воздух в парной и даже обеспечить горячей водой душевую в смежном помещении. Для этого используется теплообменник, представляющий собой металлический бачок с патрубками, внутрь которого из нагревателя поступает подогретая до нужной температуры вода.

Особенности функционирования устройства

Принцип работы такого бака достаточно прост. Из центрального водопровода через открытый вентиль холодная вода подается в печь. Благодаря постоянному нагреванию она поднимается вверх по трубе и попадает в бак.

Несложное в исполнении устройство не только помогает нагревать воду для душа, но и способно отопить смежное с парилкой помещение для отдыха. Производители предлагают два варианта исполнения теплообменника:

  • Внутренний. В этом случае в боковой части печи или по ее дну устанавливается змеевик, полностью опоясывающий топочную камеру;
  • Внешний. Представляет собой, проходящий через герметичную емкость, трубопровод.

Обе разновидности заполняются жидкостью, которая подается через радиатор или бак-накопитель. Подключение ведется посредством штуцеров, а функционирование происходит при помощи естественной циркуляции.

В нашем интернет магазине ПечиМакс вы сможете купить теплообменник для банной печи, как отдельно, так и вместе с нагревателем. Баки отличаются между собой по цене, варианту исполнения и толщине стенок. Подключение к готовой системе ведется при помощи фитингов. В качестве соединительных труб можно использовать медные или металлопластиковые элементы диаметром в 3/4 дюйма. В случае возникновения вопросов по монтажу и подбору необходимого оборудования обращайтесь к нашим консультантам. Они дадут исчерпывающую консультацию, а если понадобится, предоставят бригаду опытных монтажников для быстрой и качественной установки.

Читать еще:  Варианты отделки печей и каминов в доме: плитка, камень или кирпич

Дровяная печь с водяным контуром и теплообменником

Протопить дом дровяной печкой вполне реально. Особенно если это современная модель с мощным входом тепла. Однако это касается небольших домов с одной двумя комнатами. Для обогрева большой площади и большего числа комнат лучше подойдет дровяная печь с водяным контуром и теплообменником. Такая комбинация позволит равномерно распределить тепло по помещениям и создать действительно комфортные условия.

  1. Устройство
  2. Змеевик
  3. Регистр труб внутри топки
  4. Бойлер
  5. Регистр труб по корпусу печи
  6. Теплообменник для дымохода
  7. Для бани
  8. Для дома
  9. Как выбрать

Устройство

По существу, практически любую дровяную печь, даже старую кирпичную можно переоборудовать и снабдить водяным контуром. И все же лучше отдать предпочтение готовым решениям с хорошо скомпонованной конструкцией, где теплообменник вписан гармонично и не портит процесс горения и тягу.

Идея заключатся в размещении непосредственно в камере горения или перед выходом в дымоход водяного теплообменника. В зависимости от его конструкции и расположения имеется возможность организовать радиаторное отопление по всему зданию.

Теплообменники встречаются пяти основных типов:

  • змеевик;
  • регистр из труб внутри топочной;
  • встроенный бойлер, аккумулирующая емкость;
  • регистр труб по внешней стенке печи, конвекционный;
  • теплообменник для дымохода.

Змеевик

Внутрь печи, чаще на входе в дымоход , располагается пластинчатый теплообменник, примерно такой же, как устанавливается в газовых котлах. За счет горячего воздуха и продуктов горения нагревается теплоноситель. Так как естественной конвекции жидкости в этом случае нет, и для циркуляции в системе отопления потребуется установить циркуляционный насос. Это уже делает зависимым обогрев от наличия электричества.

Регистр труб внутри топки

Внутри камеры сгорания формируется трубчатый теплообменник непосредственного нагрева. Ряд «П»-образных труб, установленных параллельно друг другу и объединенных двумя коллекторами, соответственно входным и выходным. Жар от огня и тлеющих дров прогревает теплоноситель в трубах. Достаточно рискованный вариант, так как при отсутствии циркуляции теплоноситель закипает. Если не будет дополнительно объема для расширения и вывода паров, возможен порыв теплообменника. Однако это самый простой и доступный вариант для самостоятельного исполнения и переделки имеющейся дровяной печи. В печах, изначально оборудованных таким регистром, устанавливается теплорегулятор, который в зависимости от нагрева воды корректирует позицию заслонки, снижая активность горения дров.

Бойлер

Аккумулирующая емкость формируется непосредственно по бокам от топки и дополнительно сверху. Это прямая альтернатива регистру труб, только теплообменник формируется из листовой стали. Фактически конструкция формирует основные стенки самой топочной. Заменяя собой, например, кирпичную кладку. Недостатки аналогичные предыдущему варианту. Преимущество в более активной конвекции и возможности организовать систему отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Важно лишь обеспечить подвод холодной воды в самой нижней точке теплообменника и забор горячей в самой высокой точке.

Печь Бутакова с бойлером и водяным контуром

Регистр труб по корпусу печи

+ Возможность регулировать температуру теплоносителя.

+ Водяной контур слабо оказывает влияние на процесс горения.

Конвекционный тип характерен для большинства современных готовых дровяных печей. По периметру топочной, а также частично по каналу дымохода с внешней стороны основного корпуса топки формируется регистр из профильных труб. Лучший вариант для организации отопления с естественной циркуляцией и с минимальными рисками, что теплоноситель закипит.

Теплообменник для дымохода

+ Совместимость с любой конструкцией печи.

Теплообменник для дымохода – это частный случай для организации водяного отопления на основе печки, не оборудованной встроенным теплообменником. Это чаще цилиндрический бак, закрепляемый на дымоходе так, чтобы обхватывать его по периметру. Вода нагревается за счет тепла газов, исходящих от топки. Также встречается вариант со змеевиком, намотанным вокруг трубы. Первый вариант подходит для отопления естественной циркуляции, во втором случае потребуется насос. Оба варианта плохи тем, что существенно понижают температуру стенок дымохода, вызывая образование конденсата и быстрого засорения дымохода.

Сложность в конструировании водяного контура в печи – это сильный отвод тепла от камеры сгорания или дымохода. За счет этого может существенно понижаться температура горения и, главное, нагрев газов, что сказывается на величине тяги. Особенно это касается печей длительного горения с водяным контуром. Мало того что они сами по себе создают слабую тягу, отвод тепла способен остановить тление дров и тем самым вызвать опасную ситуацию, когда печь затухает или, что еще хуже, опрокидывается тяга, и угарный газ вместе с несгоревшим воспламеняющимся газом начнет поступать внутрь помещения.

Основной недостаток печей с водяным контуром – отсутствие возможности регулировать температуру теплоносителя и отключения отопления в ходе работы печи. Если дрова уже горят, то и в теплообменнике должна поддерживаться циркуляция, иначе вода закипит, и от избыточного давления порвется металл, и испортится печь, как и внутренняя обстановка в доме.

Проблема частично решается для внешних регистров и пластинчатых теплообменников. Внешние конвекторы способны даже без подключения к системе отопления работать как воздушный конвектор или достаточно быстро сбрасывать тепло, поступающее от топки. В случае со змеевиком и пластинчатым радиатором, его можно расположить так, чтобы оставить возможность перекрыть поток отработанных газов через него.

Для бани

Для бани основной упор делается на скорость нагрева. Печь используется эпизодически и необходимо быстро протопить помещение. Вода нужна для подогрева предбанника с помощью классических радиаторов или теплого плинтуса и, возможно, для системы теплых полов.

Использовать можно любой вариант за исключением бойлера, который по определению набирает температуру достаточно долго. С учетом активного сгорания дров в печи каменке актуальным является даже теплообменник для дымохода. Температуры газов с лихвой хватит и на поддержание тяги и на нагрев теплоносителя.

Организовывать отопление с естественной циркуляцией в этом случае нецелесообразно, когда в бане уже будет готова парилка, отопление только начнет разогреваться. Варианты с экстремально большим теплообменом при этом не подходят.

Проще и эффективнее установить насос и прокачивать теплоноситель по радиаторам и трубам теплого пола, выстроить обогрев на использование температуры теплоносителя в диапазоне до 60°С и не выше.

Для дома

В доме обогрев нужен на весь холодный период года, так что на передний план выходят предложения, связанные с умеренным и постоянным поддержанием температуры теплоносителя.

Принцип построения системы отопления идентичный, как и у твердотопливных котлов. Предпочтение только отдается закрытой конструкции с расширительным баком и низким давлением в системе не выше 2 атм., что следует согласовать с допустимым давлением водяного контура в печи.

Схема организации отопления печи с водяным контуром Ангар Аква

Как выбрать

При выборе печи в жилой дом теплообменник для дымохода лучше не использовать, так как при постоянном использовании это чревато появлением конденсата и засорением трубы. Оптимальным вариантом являются:

  • Для радиаторного отопления с температурой теплоносителя до 95°С – бойлер, встроенный в печи, регистр труб, установленный непосредственно в топке.
  • Для систем теплого пола, горячего плинтуса или низкотемпературной радиаторной системы отопления – внешний регистр труб, теплообменники по корпусу или змеевик с возможностью регулировки потока горячих газов через него.

Отопление с естественной циркуляции при использовании дровяной печи будет хорошо работать только при наличии второго этажа или высоко поднятой верхней разводки. Только так можно с момента розжига печи поддерживать поток теплоносителя, исключая его перегрев.

Для установки в жилом помещении лучше предпочесть печи со стеклянной дверцей топки или камины со встроенными водяными теплообменниками. Для бани производители всегда предлагают отдельные модели, способные выдержать высокую влажность, имеющие подходящую по объему топку и отсек для камней.

Печи длительного горения лучше устанавливать в отдельном помещении с хорошей вентиляций и надежной изоляцией от жилой зоны. Учитывая особенности их работы, лучше предпочесть внешний теплообменник по корпусу печи, что не даст теплоносителю перегреваться и закипать и не окажет влияния на режим работы печи даже в период максимальных теплопотерь.

При подборе мощности следует ориентироваться на указания производителя, в инструкции указывается общая мощность печи и отдельно мощность водяного теплообменника. Данный параметр указывается для определенного перепада температур, например для режима 90/70, когда вода нагревается до 90°С и остывает в контуре отопления на 20°С.

Мощность теплораспределения, суммарная теплоотдача радиаторов должна соответствовать выходной мощности печи. Превышение грозит образованием конденсата на теплообменнике и внутренних поверхностях печи и дымохода, а при недостаточной мощности радиаторов теплоноситель может перегреться.

Теплообменник внутренний к печи банной

Теплообменник — устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры.

  • Описание
  • Характеристики
  • Отзывы (0)

Описание

КПД печей для бани, отопительных печей повышают с помощью оснащения ее водяным теплообменником. Теплообменник внутренний позволит решить сразу две задачи: нагреть воду в системе и использовать тепловую энергию, которая не была бы задействована, на пользу.

Теплообменник внутренний: принцип работы

Поверхности банной печи сильно нагревается. В зависимости от конструкции металлической печи температура ее боковых и горизонтальных поверхностей может быть от 200 до 500 градусов цельсия. Это делает ее пожароопасной. Случайное прикосновение к стенкам печи может вызвать ожог. Тепло от поверхностей можно использовать эффективно, разместив на них теплообменник внутренний. Теплоносителем в данном случае выступает вода.

При контакте воды с нагретыми стенками теплообменника их температура стремится к выравниванию: стенки охлаждаются, а вода в теплообменнике нагревается.

При нагреве горячая жидкость поднимается в верхнюю часть теплообменника, а оттуда через выходной патрубок и трубу в систему отопления или накопительный водяной бак. На место нагретой воды через входной патрубок поступает холодная вода. Так проходит циркуляция. По мере нагрева круговорот продолжается, в результате чего вода в баке нагревается до очень высокой температуры.

Теплообменник в виде маленького бачка, расположенного вдоль поверхности печи, изготавливают из нержавеющей легированной стали так как при сильном нагреве она не выделяет в воду вредных веществ.

Теплообменник внутренний устанавливают на банную печь и используют в качестве нагревателя воды для горячего водоснабжения бани. Бачок оснащают патрубками в верхней и нижней его части, к ним подключают трубы, выведенные в систему. Бак для горячей воды при этом устанавливают в соседнем помещении — в душевой или раздевалке. Возможно использовать такую систему и для отопления подсобного помещения, например предбанника.

Теплообменник внутренний можно купить отдельно или в комплекте с печами для бани или другими аксессуарами для монтажа печей и дымохода.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×