Чертеж теплообменника для печи

Чертеж теплообменника для печи

Чертеж теплообменника для печи
СОДЕРЖАНИЕ
0

Назначение теплообменника в отопительных системах

С этим можно справиться своими силами при наличии опыта печных работ либо как минимум кладки кирпича. Первое, что вы должны сделать, – подготовить регистр. Можете купить уже готовым или же изготовить собственноручно из листов стали или труб, руководствуясь одной из предложенных ниже инструкций.

Схема печи с водяным контуром

Системы отопления с теплообменником наиболее эффективны в комплексе с котлоагрегатами, работающими на газообразном или твердом топливе. Это касается и электрических котельных агрегатов. Внутри их располагается змеевик, выполненный из труб, по которому проходит вода, нагреваемая от температуры сгораемого топлива. Далее ее заменяет уже остывшая жидкость.

Во многих частных домах установлены печи. Подобное оборудование способно обогреть помещение небольших размеров, но для габаритной постройки с многочисленными комнатами его мощности может не хватить. В этом случае очень важно применение теплообменника, который своим присутствием преображает печь в полноценное устройство для отопления больших помещений.

При самостоятельном изготовлении такого прибора необходимо учитывать, что его размеры должны соответствовать габаритам топки. Существует возможность подключения к нему труб и радиаторов, которые помогут сделать систему намного эффективнее.

О недостатках и достоинствах кирпича

Кирпичная печь – сложное тяжелое сооружение, требующее под себя отдельного фундамента и производства в доме капитальных строительных работ. Встроить водяной контур в кирпичную печь гораздо сложнее, чем в стальную, см. далее. Но в то же время:

  • Кирпичная печь поддерживает в доме оптимальную влажность: поглощает избыток паров воды из прохладного воздуха и отдает их при нагреве во время топки.
  • Она же устанавливает в помещении оптимальное для здоровья температурное поле: от стен к центру все теплее.
  • Сокращает теплопотери дома: потоки нагретого печью воздуха создают перед окнами нисходящую тепловую завесу, много более эффективную, чем восходящая от регистров (батарей отопления) под окнами.
  • Выравнивает микроклимат в доме: летом поглощает некоторую часть избыточного тепла и через фундамент отводит его в грунт. Зимой таким же образом немного подогревает дом.
  • По причине в пред. пункте стабилизирует осадку здания, делает его более надежным, устойчивым и долговечным.

Конструкция системы

Принцип работы самодельного теплообменного аппарата заключается в том, что он получает от отопительного устройства тепло, которое нагревает воду. Жидкость же распределяется по трубам, тем самым равномерно отапливая помещение. Такая система значительно экономит расход горючего, поскольку комната обогревается намного быстрее.

Обычное печное отопление можно улучшить следующими двумя способами:

  • выполнить возведение печи заново под габариты теплообменного аппарата;
  • осуществить монтаж технического устройства, которое конструируется исходя из размеров топливника.

Важно знать, что теплообменник должен подключаться ко всей отопительной системе так, чтобы труба, по которой подается вода низкой температуры, располагалась как можно ниже.

Не стоит забывать и о расширительном бачке, установка которого выполняется в самом верху трубопровода.

Благодаря этому элементу регулируется объем нагреваемой жидкости, а также выпускается накопившийся воздух. В случае если теплообменник, выполняющий естественную циркуляцию теплоносителя, окажется недейственным, требуется установить насос, который будет осуществлять это автоматически.

Самодельный аппарат для печи подключается к системе отопления с помощью двух специальных штуцеров: один из них подсоединяет трубу с холодной водой, второй – с горячей. При монтаже теплообменника и необходимых металлопрокатных изделий важно соблюдать установленный правилами уклон (см. схему снизу).

В чем суть проблемы

теплообменник для печи своими руками

Отопительный котел придуман именно для того, чтобы заменить печь как теплогенерирующий прибор в системах отопления (СО). Котел – устройство непрерывного действия требующее от пользователя, в идеале, только периодической догрузки топлива и сезонного ухода. Его принципиальное отличие от печи – автоматика, поддерживающая оптимальный для заданного режима работы режим горения. Автоматика не обязательно электронная; она может быть энергонезависимой комбинацией биметаллических пластинок, пружин и рычагов.

Печь – прибор периодического действия с ручным управлением, потому она и дешевле. Дело не в коробочке с автоматикой. Дело в самих основах подхода к конструированию и производству. Конкретно – в способах организации полного сжигания топлива. Если продолжить судостроительную аналогию, то котел уже не водоизмещающее судно, а глиссер.

Который тоже может плавать, как пароход, но полностью свои качества покажет, только выйдя на реданы. Однако для глиссирования нужна относительно спокойная вода; правильно построенная и налаженная СО, образно говоря, для котла таковой и является. Печь (продолжая ту же аналогию) под управлением опытного экипажа может идти полным ходом на значительном волнении.

Благодаря такому запасу эксплуатационной выносливости и возможно приспособить печь под водяное отопление. Полный ход (все та же аналогия) будет тише, чем у глиссера (предельная тепловая эффективность 60-65% против 80-95%), но, «идя на экономической скорости в спокойной воде», удельный расход топлива на отопление единицы кубатуры дома может не превысить такового котла.

Изготовление теплообменника для печи

Берем металлическое ведро и замеряем его глубину. Стальную трубу распилим на 8 ровных отрезков с длинной равной глубине ведра. И один девятый отрезок большего диаметра.

Края зачистим от заусенцев и ржавчины или любого другого налета.

Из стального листа вырезаем квадрат в который впишется диаметр ведра. Расчертим диаметр и отверстие под большую трубу в центре. Также по средней линии разметим 8 отверстий под трубы.

Предлагаем ознакомиться:  Черновой пол в деревянном доме

Просверлим все размеченные отверстия тонким сверлом по металлу.

Самодельным приспособлением для выдавки я сделаю 8 отверстий нужного диаметра.

Из квадрата вырезаем круг на ленточном станке.

Центральное отверстие под трубу 1/2 дюйма я вырежу многократным рассверливание по диаметру.

Таких детали нужно сделать две.

Теперь необходимо все сварить, но для этого будет сделано приспособление из толстой древесины.

Дело в том, что сварить всю конструкцию ровно не так просто, нет необходимой фиксации.

В доске сверлим 8 отверстий.

Далее устанавливаем на него все детали и по очереди привариваем одно к другому.

Сначала фиксируем сварными точками, а потом обвариваем по круговой каждый элемент.

Сначала с одной стороны, затем с другой.

Берем стальное ведро и обжигаем его на костре удаляя все ненужное с поверхности: краску, этикетки.

Болгаркой очищаем от сажи зачистной насадкой, а затем отпиливаем дно ведра.

С боков ведра необходимо сделать два отверстия под вход и выход дымохода.

Отрезок трубы размечаем и разрезаем делая юбку.

Устанавливаем в отверстия с загибом.

Фиксируем сваркой. Металл ведра тонкий и поэтому круговой сваркой герметизировать нельзя — прогорит.

Вставляем сердцевину внутрь, фиксируем также каплями сварки.

Так как качественный и герметичный шов не сделать, все необходимо герметизировать специальной высокотемпературной цементной замазкой, которую обычно используют при строительстве каминов.

Все стыки промазываем.

Затем берем высокотемпературную краску. Ее используют для покраски печей, глушителей и коллекторов в автомобильных мастерских.

Покрываем в два слоя.

Устанавливаем на трубу печи.

Сзади для обдува, ставим бытовой комнатный вентилятор.

Чертеж теплообменника для печи

Разживаем печь.

Без обдува центральная труба нагревается до красна. И если сделать замеры пирометром, то температура ровна примерно 470 градусов Цельсия.

Стоит запустить вентилятор и температура падает вдвое и тепло хорошо развертывается по свободному пространству.

Нашел небольшой стационарный вентилятор и закрепит на своеобразные крепления.

Включаем и замеряем результат работы.

Форма и размер подобного прибора могут быть самыми разнообразными. Наиболее часто эта конструкция выполняется по типу регистра, состоящего из определенного количества труб из меди либо стали. Однако нередко встречаются и пластинчатые устройства.

При сгорании топлива, особенно угля, температура в топочной камере значительно повышается. Именно поэтому выбору материала нужно уделить особое внимание. То же самое касается и правильности конструкции, и прочности швов, которые выполняются с помощью сварки.

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.

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.

Покупать или строить?

Чертеж теплообменника для печи

Браться самому за постройку печи с отопительным контуром имеет смысл, если у вас в достатке дешевых или даровых дров. На более энергичном топливе (напр., на угле) печь со значительным отбором тепла на сторону приобретет свойства, близкие к печи длительного горения, см. выше. Чтобы она работала правильно, проект нужно тщательно рассчитать, промоделировать, довести на опытном образце и подвергнуть всесторонним испытаниям.

Кроме того, печь на дровах с водяным контуром нужно строить кирпичную. Все есть яд, и все есть лекарство – ее большая тепловая инерция сделает конструкцию не столь чувствительной к согласованию параметров теплообменника и строения печи. Далее мы рассмотрим особенности изготовления того и другого, учет которых позволит упростить расчеты или построить печь без них по известному образцу.

Регистр

Сердце печи – теплообменный регистр или просто регистр. Первое, с чего начинается его изготовление – расчет площади теплового контакта. Потом выбирается конфигурация регистра (см. далее), его материал и место расположения в печи. Затем под регистр проектируются либо топка, либо канальная система, а уж по ней вся печь.

Материалы

  • Металлическое ведро из под строительных или лакокрасочных материалов.
  • 8 отрезков стальной трубы диаметром 1/4 дюйма.
  • 1 отрезок стальной трубы диаметром 1/2 дюйма.
  • 2 отрезка трубы 6 дюймов для подключения к дымоходу.
  • Стальной лист.
  • Баллончик высокотемпературной краски.
  • Высокотемпературный цемент для каминов — 1 тюбик.

Задача теплообменника заключается в том, чтобы теплоноситель передавал как можно больше тепла. Потому рекомендуется обращать внимание на теплопроводные свойства материала. Медные трубы проводят тепло в семь раз лучше, чем стальные. Исходя из этого, можно заключить, что для передачи одинакового объема тепла нужно установить 3,5 м труб из меди либо 25 м изделий из стали.

Теплообменники, выполненные из металла красного цвета, являются самыми экономичными в процессе работы. При этом медь – очень дорогой материал. Потому для изготовления подобного устройства целесообразнее использовать трубы из стали, диаметр которых должен быть не меньше 32 мм.

отопительные печи с теплообменником

В случае если в качестве топлива применяется уголь, для создания аппарата рекомендуется использовать трубы из чугуна, поскольку этот материал обладает лучшими прочностными свойствами. Кроме того, он медленнее поддается разрушительному воздействию огня и высоких температур.

Сопутствующие ограничения

Вспомним поговорку «лохматых» годов: бесплатный сыр бывает только в мышеловке. Отопительная печь с водяным контуром строится и эксплуатируется с серьезными ограничениями сравнительно с простой:

  1. Теплообменник нельзя замуровывать в тело (строение) кирпичной печи: разность ТКР (коэффициентов термического расширения) его и строения печи очень скоро выведет из строя и то, и другое;
  2. Если топка с водяной рубашкой, то добиться оптимального по расходу топлива хода печи/камина невозможно. Поэтому приборы такого типа могут служить только дополнительными в действующей локальной СО;
  3. Теплообменник печи с водяным контуром должен целиком обтекаться топочными или дымовыми газами;
  4. Запускать печь/камин с водяным контуром при порожней СО недопустимо. Если это отопительно-варочная печь, используемая круглогодично, в ней должен быть переключатель хода зима-лето, а теплообменник должен устанавливаться только в зимней части строения печи;
  5. Подпускать воду в СО снизу, т.е. сразу в печь, можно, только если она (печь) стальная и подпитка снизу указана как штатная в спецификации производителя. СО с кирпичной печью подпитывается холодной водой только и только сверху, от расширительного бака;
  6. Поскольку в СО с периодически топящейся печью теплообменник испытывает регулярные знакопеременные термические нагрузки, строить с печью СО закрытого типа с избыточным давлением недопустимо;
  7. По причине в пред. пункте строить СО с печью постоянно заполненной антифризом бессмысленно: дорогой теплоноситель еще до окончания текущего отопительного сезона состарится, деградирует и пропадет;
  8. По окончании отопительного сезона теплоноситель (вода) из СО обязательно сливается. Это необходимо для образования в трубах плотной пленки гидроокиси железа, предотвращающей их дальнейшую коррозию;
  9. Перед началом след. сезона система заполняется водой, герметизируется и опрессовывается подкачкой воздуха с расширительный бак до 2,2 ати;
  10. Заполнение системы нужно производить при наружной температуре не ниже 15 градусов;
  11. Отопительный прибор запускается не ранее чем через сутки после опрессовки системы, но и не ранее, чем температура теплоносителя сравняется с комнатной;
  12. Дровяная печь с водяным контуром должна протапливаться с промежутками между топками не более 12 час независимо от теплоемкости строения печи и внешних условий, т.е. печи нельзя давать полностью остывать. Объясняется это невысокой теплотворной способностью дров и высокой вероятностью выпадения кислотного осадка из древесных дымовых газов.
Предлагаем ознакомиться:  Как поднять баню

Важные нюансы

Теплообменный аппарат для водяного отопления, выполненный из труб гладкой структуры, называют регистром. Устройство напоминает собой своеобразную решетку. Не меньшей популярностью пользуются и более простые конструкции, которые представлены в виде бака прямоугольной либо цилиндрической формы.

При изготовлении теплообменника для печи рекомендуется соблюдать следующие правила:

  1. Размер пространства внутри устройства должен составлять 5 мм и более. В противном случае вода может быстро закипеть.
  2. Важно, чтобы толщина труб была не меньше 3 мм, иначе материал стремительно прогорит.
  3. Расстояние между теплообменником и стенами топочной камеры должно быть не меньше 10 мм, чтобы металл мог свободно расширяться при нагревании.

Наиболее распространенные формы прибора

  1. Аппарат, выполненный из листовой стали. Для изготовления такого устройства требуются следующие материалы: листовая сталь, металлический профиль с сечением прямоугольной формы 60х40 мм, труба, диаметр которой должен составлять 40 или 50 мм, предназначенная для подведения и отведения теплоносителя. Из стального профиля с применением сварки выполняются две формы: П-образная для передней части теплообменника и квадратная для задней. В последней необходимо проделать 2 отверстия, к которым будут крепиться трубы, предназначенные для подвода и отвода теплоносителя. С помощью листовой стали выполняется соединение двух форм сверху и по бокам. Эти элементы играют роль стенок теплообменника для печи.
  2. Аппарат, выполненный из труб. Обе части подобного устройства создаются по такой же схеме, как и предыдущий вид. Разница состоит в том, что в качестве стен служат трубы, которые крепятся помощью сварки в профиль. Металлопрокатные изделия, применяющиеся в конструкции, можно заменить отрезками профильных труб, сечение которых составляет 40х60 мм, что значительно облегчает сварочные работы и последующую установку. В случае если отопительное устройство не будет применяться для приготовления пищи, то к теплообменному аппарату дополнительно подсоединяются трубы с маленьким диаметром, что способствует улучшению теплоотдачи.
  3. Прибор, изготовленный из круглых металлопрокатных изделий, представляет собой конструкцию, которая размещается прямо в топке и плотно прилегает к ее стенам. Состоит такая система из двух контуров: верхнего и нижнего. Эти элементы соединяются с помощью труб вертикального расположения, которые размещаются возле боковых стен отопительного агрегата.
  4. Плоский теплообменник для печи в виде регистра, выполненный из труб. Подобная конструкция является наиболее простой и действенной. Ее можно легко установить в печи любого размера.
  5. Теплообменник, выполненный из определенного количества секций чугунного радиатора. Подобная система подключается к отоплению с помощью резьбовых соединений. Теплообменное устройство такого типа довольно габаритное, потому его установка происходит не в топочной камере, а в дымоходной системе. Стоит отметить, что чугун является одним из тех материалов, которые не выдерживают резких перепадов температур, поэтому его размещение должно осуществляться на большом расстоянии от места сгорания топлива.

Особенности устройства

Главным недостатком классического печного отопления является неравномерное распределение тепла – у самой печи температура очень высокая, но по мере отдаления от отопительного прибора, воздух в помещении прогревается все хуже. Водяное отопление со змеевиком, установленным в дымоход или топливник, дает возможность более рационально расходовать топливо, ведь тепло распределяется равномерно, поэтому допустимо отапливать не одну комнату, а сразу несколько. Да и сама печь может оснащаться варочной панелью.

Варочная печь на дровах с водяным контуром

печь с воздушным теплообменником

Другими словами, печь становится некой разновидностью агрегата на твердом топливе, а единственное отличие в том, что нагревается не только теплоноситель, но и дымоход, а также стенки прибора (они тоже принимают участие в обогреве). Такой тип отопления обеспечит передачу тепловой энергии от регистра к батареям на время топки, а в остальное время ее будет передавать разогретый корпус. Самый дешевый способ отопления на твердом топливе, т. к. необходимости в покупке дорогостоящего «заводского» котла в данном случае нет.

Змеевик

Во втором варианте топливник будет нагреваться несильно, поскольку практически вся энергия будет уходить на разогрев регистра и находящейся в нем рабочей жидкости. Горячей будет лишь верхняя часть теплогенератора, в которой расположены дымообороты.

Особенности устройства

Установку устройства проще всего выполнять во время возведения печи. В противном случае может возникнуть необходимость в демонтаже некоторой части кладки.

Предлагаем ознакомиться:  Что нужно для установки печи в бане

Очередность действий:

  1. На готовый фундамент в место для топливника выполняется установка подготовленного теплообменника для печи трубчатой конструкции.
  2. При дальнейшем возведении отопительного устройства оставляются небольшие просветы для выхода металлопрокатных изделий.
  3. После завершения сооружения печи осуществляется подключение теплообменника к общей системе отопления, которая заполняется водой.
  4. Производится испытание обогревательного устройства.

Змеевик

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.

Для создания теплообменника типа «трубная доска» используются две герметичных емкости и трубы. Емкости располагаются по разным сторонам и соединяются большим количеством труб. Жидкость попадает в емкости по отдельно расположенным трубам, а в месте соединения происходит обмен тепловой энергией. На этой системе базируется отопление в многоэтажных домах. Печь с теплообменником своими руками очень хорошо подходит для самых разных ситуаций.

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. 

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. 
Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно

Утепление сруба из бревна снаружи Разное
0 комментариев

Полки и лавки в бане Разное
0 комментариев
Adblock detector