See-irf.ru

Обзор строительной техники
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплообменник в печь

Теплообменник для банной печи: виды и особенности

Теплообменники – устройства, в которых тепло передается от одного вещества другому. В банных печах энергия горячего воздуха передается воде, которая находится внутри. Второе название таких устройств – водяной контур. Сами эти устройства могут быть разных форм и типов. Использоваться могут как для организации водяного отопления, так и для получения горячей воды.

Для нагрева воды в банных печах чаще встречается небольшой бак или металлическая изогнутая труба (змеевик), расположенные внутри топки, но не имеющие непосредственного контакта с огнем. Есть еще один вид – водяные рубашки.

Печи для бани с теплообменником могут не только греть воды для душа, но и для водяного отопления

Принцип работы водяного теплообменника строится на том факте, что вещество (в данном случае вода) более высокой температуры поднимается вверх. Так как система представляет собой замкнутый контур, то происходит постоянный круговорот воды: горячая поднимается вверх по одной трубе, на ее место приходит холодная по другой. Таким образом, постепенно происходит повышение температуры во всей системе. Время нагрева при этом зависит от многих факторов:

Теплообменник-змеевик из меди

  • от исходной температуры (зимой, когда жидкость холодная времени требуется больше);
  • объема воды в системе;
  • мощности печи и интенсивности горения.

Что это такое

Устройство служит для нагрева воды в бане. Его принцип работы основан на физических свойствах горячей воды, расширяющейся и поднимающейся вверх, а холодная при этом остается внизу.

Обычно теплообменник небольшого размера, поэтому жидкость в нем быстро нагревается. К нему присоединяются две трубы – снизу и сверху. Таким образом, горячая по верхнему патрубку, замещаемая снизу холодной, поднимается в бак, который может находиться как в парилке, так и в смежном помещении, как правило – в мойке. При этом вода низкой температуры по нижней трубе постоянно без принудительной подачи добавляется в устройство для нагрева.

Варианты нагрева воды в бане от печи

Выделяют следующие модели:

1. Емкость самоварного типа – устанавливается на выходной патрубок дымохода. Нагрев происходит за счет тепла уходящих в трубу дымовых газов. К штуцеру на дне бака подсоединяется кран для разбора горячей воды. Если у вас нет помывочной, то данный вариант будет отличным решением для нагрева. Мы рекомендуем обратить внимание на следующие условия эксплуатации:

  • использование бака самоварного типа допускается только с печами для бань;
  • запрещается эксплуатировать пустой бак во время работы печи;
  • если вы хотите получить «финскую сауну» данный вариант нагрева воды вам не подойдет, так как в случае долгого разогрева парной жидкость начнет кипеть, из-за чего образуется тяжелый пар.


2. Теплообменник самоварного типа (небольшого размера с возможностью подключения к баку), который можно расположить в любом месте. Удобен тем, что при его наличии, бак можно разместить в помывочной. Из очевидных преимуществ перед остальными вариантами – быстро нагревает воду.


3. Теплообменник, который устанавливается на стартовый дымоход.

4. Стартовый дымоотвод + бак-рюкзак – вариант с нахождением в парной и отсутствием регулируемой конвекции для прогрева помещения.
Емкость соприкасается со стенкой трубы дымохода, за счет чего происходит нагрев жидкости. Из недостатков также можно отметить, что данная модель не имеет защиты от жесткого инфракрасного излучения, и в случае сильного нагревания, вода начинает кипеть.

5. Дымоход-конвектор со встроенным в него нагревателем.

Особенности: регистр находится внутри трубы, из которой выходят 2 одинаковых штуцера ¾ дюйма с внутренней резьбой. С помощью патрубков устройство соединяется с баком, висящим в удобном месте.

  • Вмонтирован в печь – при появлении накипи теряет КПД.
  • Расположен возле дымохода (на нем) – медленнее обеспечивает нагрев до необходимой температуры, зато на его внутренней поверхности ничего не оседает, к нему имеется легкий доступ, и его ремонт не составляет труда.

Выбор зависит от пользователя: чему отдать предпочтение, производительности или комфорту в обслуживании, экономии полезной площади или топлива.

Изготовление

В этом случае теплообменник для отопления может иметь разную форму. Значительно чаще она напоминает регистр, изготовленный из нескольких бронзовых либо стальных труб. Кроме этого используется и пластинчатый теплообменник системы отопления.

Читать еще:  Печь с духовкой и плитой своими руками

В зоне горения горючего температура довольно высокая, особенно, в случае если употребляется уголь. Исходя из этого предъявляются повышенные требования к металлу, конструкции устройства и качеству сварных швов.

Материал

Устройство должно снабжать оптимальную передачу теплоэнергии, исходя из этого крайне важен коэффициент теплопроводности металла. К примеру, бронзовая труба ее проводит в 7 раз лучше стальной. В этом случае 25 м последней возможно легко заменить на 3,5м первой.

Теплообменники из меди самые экономичные в работе, но, и цена у них одна из самых высоких. Исходя из этого значительно чаще используют стальную трубу O32 мм и более.

Совет: в то время, когда предполагается значительно чаще печь топить углем, рекомендуем применять чугунный теплообменник, который способен стойко выдерживать большую температуру сгорания горючего. В большинстве случаев применяют секции ветхих радиаторов отопления.

Как вычислить мощность

Вычислить данный параметр возможно лишь примерно.

Наряду с этим направляться учесть большое количество факторов, а также:

  • диаметр трубы;
  • теплопроводность металла;
  • длину змеевика;
  • температуру сгорания горючего;
  • с какой скоростью циркулирует теплоноситель.

В большинстве случаев настоящая свойство устройства делать свои функции узнается лишь по окончании начала работы системы отопления. Рекомендуем при расчетах брать во внимание то, что 1 м трубы O50 мм дает приблизительно 1 кВт теплоэнергии.

Совет: возьмите для примера известную модель котла и изготовьте теплообменник в соответствии с его параметрам.

Конструкция

Регистром именуют теплообменник для водяного контура отопления дома, который сварен из гладкостенных труб. Напоминает он необычную «решетку», что есть наиболее популярной формой для самодельного устройства.

Имеется кроме этого конструкции более простые по форме – они напоминают прямоугольный либо цилиндрический бак. В этом случае направляться ориентироваться на то, дабы площадь поверхности для теплообмена была максимально большой.

Рекомендуем выполнять следующие условия при его изготовлении:

  • внутренняя ширина пустот должна быть 5 мм и более, в другом случае вода может закипеть;
  • применяйте трубы с толщиной стены от 3 мм, тогда металл не прогорит;
  • между стенками топочной камеры и теплообменником должен оставаться зазор размером 10–15 мм, компенсируя расширение металла при его нагревании.

Монтаж

Устанавливать устройство лучше в один момент с кладкой печи. В другом случае нужно будет разобрать ее часть.

Инструкция процесса следующая:

  1. Сделайте в топочной камере фундамент для теплообменника и установите его.
  2. Покиньте места для подачи и обратки устройства при предстоящей кладке.
  3. По завершению строительства печи подключите теплообменник к отопительной системе, заполните ее водой и сделайте пробную топку печи.

Материал изготовления

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

к содержанию ↑

Теплообменники имеют разную форму и размеры. Выбор регистра зависит от особенности печи и необходимой тепловой мощи.

Каждая из конструкций, сделанная своими руками по индивидуальным эскизам уже будет уникальной и считаться одной из лучших. Выделяют две разновидности: внешние и внутренние. Их четкие характеристики описаны в следующей таблице:

ВнешниеВнутренние
Модуль дымохода внутри герметичной емкости в виде трубы для отвода печного теплаРасположен внутри печи
Сложны в исполненииПросты в монтаже
Нет особых критериев по обслуживанию
Резервуар с водой демонтируется без усилийТрудно поддаются демонтажу и обслуживанию.

Вернуться к оглавлению

Материалы

Теплообменник для печи делают из «черной» листовой стали толщиной 3—5 мм. Можно заменить круглыми трубами диаметром 30—50 мм. Также используют медные листы либо трубы из нержавейки. Стоит учитывать, что регистры легче изготавливать и обслуживать из листового металла. 9 из 10-ти приборов сплошные и в теплообмене задействована исключительно внутренняя часть, имеющая контакт с огнем или горячими газами. У регистров из труб теплообменная площадь больше при таких же габаритах. Это обусловлено тем, что такой теплообменника имеет форму, которая позволяет нагревающему фактору охватить почти всю его поверхность.

Читать еще:  Крепление полок к стене без видимого крепежа

Из труб делают котел для печи с водяной рубашкой. Лучше брать бесшовные материалы. При использовании других труб, швы нужно укрепить сваркой и при кладке «развернуть» конструкцию в местах соединений к кирпичной кладке. Можно сделать регистр из стальных листов, что поможет увеличить теплообменную площадь.

Конструкции

Змеевик как золотой стандарт

Широко используются регистры этого типа, основу которых составляют профильные трубы средним диаметром 40—50 мм. Своей формой похож на Г-образную решетку. Профильные трубы можно заменить изделиями с небольшой площадью поперечного сечения. Обработка и вывод нагретой воды происходит с любой стороны конструкции. Место выхода выбирают с учетом всех особенностей печи и положением труб в сетке отопления.

Бак для внутреннего монтажа

Это прямоугольные, чаще цилиндрические конструкции со змеевиком или трубой внутри. От объема топливника печи напрямую зависит длина печного котла. Он устанавливается на дымоход. Внутри конструкции установлена труба размером, равным диаметру самого дымохода. Патрубки находятся внизу, к ним крепятся трубы, по которым выходит горячая вода в другой резервуар или радиаторы, а холодная возвращается внутрь.

Водяная рубашка

Одной из наиболее распространенных конструкций считается теплообменник, который создан из 2 резервуаров. Надежная, но сложная модель известна под названием водяная рубашка. Емкости меньшего диаметра помещают внутрь резервуара большего размера. Однако самостоятельное выполнение теплообменника сопряжено с определенными сложностями. Поэтому перед созданием следует получить консультации у профессионалов.

Если владельцу трудно смастерить своими руками теплообменник, можно подобрать конструкцию из старых полотенцесушителей или радиаторов для автомобильных печек. Одним из вариантов следует считать использование газовой колонки, которую часто можно встретить в квартирах. В этом случае домашнему мастеру не стоит ничего переделывать, так как конструкция практически готова к применению.

Установке готовой конструкции на отопительно-варочную печь нужно уделить больше внимания. Горячие газы должны проходить над верхней полкой и выходить сразу в дымоход через переднюю часть топливника.

Принцип работы

Теплообменники, встроенные прямо в топливник, имеют высокий уровень КПД. Они расположены так, чтобы не находиться в зоне прямого контакта с огнем и избегать влияния высокой температуры. Вода нагревается быстро, остывает долго, конструкция за счет минимального воздействия огня служит долго. Такие регистры имеют на выходе патрубки для труб, ведущие к батареям или накопительной емкости для воды.

Как сделать своими руками теплообменник для печи из кирпича?

Для изготовления конструкции подойдет бак и трубки из меди в количестве 2 шт. Емкость нужного объема легко сварить из листовой стали толщиной 2,5 мм. В конструкции следует просверлить отверстия возле дна резервуара справа, и в самой верхней точке с другой стороны. Полученный теплообменник устанавливают в 3 м от печи на высоте 1 м от пола. Отводы подключаются к обогревательному устройству с разными наклонами. Внизу емкости врезают 2 крана — для слива накопительного бака и системы.

После окончательного выбора конструкции теплообменника, материала, можно приступать к монтажу. Главное, чтобы все сварочные работы были выполнены качественно. Потому что конструкция подлежит эксплуатации в тяжелых условиях, а для устранения проблем нужно демонтировать часть печи. После завершения основных работ регистр можно устанавливать в печь. Необходимо заполнить его водой и проверить на отсутствие протечек. Провести опрессовку высоким давлением как минимум в 2 раза большим, чем постоянное рабочее.

Как правильно использовать печь с теплообменником?

Для долгой службы устройства и предупреждения любых поломок нужно придерживаться нескольких правил безопасности. Во-первых, трубы теплообменника нельзя прикреплять на стены только неподвижными крепежами. Во-вторых, укреплять трубопровод нужно материалом, который способен выдерживает высокую температуру. В-третьих, заливать воду в холодную печь. При невысокой производительности печи лучше не устанавливать большой теплообменник.

Изготовление теплообменника своими руками

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

Читать еще:  Чистка печи

Расходные материалы

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

Алгоритм сборки

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

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

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

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

Подготовив материалы приступаем:

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

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

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

Примеры чертежей, по которым проводить работы:

Как установить?

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

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

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

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

Примеры установки на фото:

Печь «бавария»

Если речь зашла о печах, будет неправильно не упомянуть об этой конструкции, печь «бавария» используется нашими людьми и причем довольно успешно. Следует рассказать о достоинствах и недостатках данной модели.

Достоинства

Это довольно бюджетная конструкция, которая привлекает людей. Пожалуй, это большой плюс. Итак:

  1. Этот экокамин можно устанавливать без применения отдельного фундамента. Но о технике пожарной безопасности, конечно, забывать не стоит.
  2. Такая конструкция довольно просто монтируется, и это может сделать человек без определенных навыков.
  3. Она оборудуется прозрачной дверкой, через которую можно наблюдать за игрой огня. Благодаря этому она и получила свое название «экокамин».
  4. Есть система длительного и быстрого горения дров. Это делает их экономичными и снижает затраты при эксплуатации.
  5. Есть несколько вариантов исполнения, что дает возможность подобрать модель нужной мощности.

Конечно, производитель пишет то, что нравится людям. Но если посмотреть отзывы о данной печи на форумах, тогда становится ясно, что это хоть и экономная печь, однако отопить дом ей в качестве единственного обогревателя будет довольно затратно. Но ее хватит для создания теплой обстановки в небольшом помещении. В итоге выбор за вами. И если вы захотите подобрать печь камин с теплообменником, имеющую высокий КПД для отопления большого помещения, это можно найти на нашем сайте, где есть множество достаточно экономных конструкций, которые можно сделать своими руками.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector