Построение теплообменника для печи своими руками

<index>

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.

Бак

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.

</index>

Похожие статьи

Печки буржуйкиИспользование газовой печи для домаКонструкция газогенераторных печейРассмотрим особенности отопительно-варочных печей длительного горения

• 25 Март 2016Paroc представляет новое премиальное решение PAROC eXtra plus
• 24 Март 2016Новые водонагреватели Bosch с сухим тэном
• 11 Март 2016БИТП от АДЛ — современный продукт для надежных тепловых систем
• 10 Март 2016Новые современные решения от Danfoss

Пеллетные котлы «Пиролиз Мастер» — обзор обновленной линейки и отзывыТОП-5 твердотопливных котлов отопленияТОП-5 комбинированных котлов отопления7 лучших моделей газовых котловКакой утеплитель не грызут мышиОсобенности утеплителя ТехноблокВалерий Залетин, генеральный директор ООО НПК «Мегадор», о перспективах развития российского климатического рынка и немного о себеГенеральный директор ООО «Эксперт Инжиниринг» (торговая марка ИНЕСИС) Т.Л. Саковцева отвечает на вопросы, интересующие читателей

• Калькулятор стоимости энергоносителя для отопления
• Калькулятор стоимости устройства системы отопления
• Расчет тепловой мощности котла
• Расчет стоимости ремонтных работ
• Задать вопрос эксперту

Печи являются традиционными конструкциями для полноценного, равномерного и качественного обогрева строений. Однако нередко устанавливаются они для таких домов, которые обладают большими размерами и несколькими комнатами, расположенными достаточно далеко друг от друга. В этом случае одна печь не сможет обеспечить равномерный обогрев каждого помещения за счет недостаточной мощности. В этой ситуации самым оптимальным решением считается змеевик, который по-другому называется теплообменником. Он подключается к обогревательному прибору, после чего проводится по всем помещениям самого строения, в результате обеспечивает их оптимальный и равномерный обогрев.

Выбор материала для предстоящей работы

Змеевик обычно создается с применение трубы, обладающей подходящей длиной и диаметром. Во время выбора следует учитывать, что все параметры данного элемента будут непосредственно сказываться на качестве отопления в доме, а также на его эффективности. Поэтому материал, из которого будет сформирован теплообменник, должен обладать хорошим показателем теплопроводности.

Наиболее популярными видами труб для этих целей являются:

• изделия из меди, теплопроводность которых равна 380;
• трубы из стали с теплопроводностью, равной 50;
• элементы из металлопластика, теплопроводность которых приравнивается к 0,3.

Чаще всего используются медные трубы, из которых получается качественный и обладающий всеми необходимыми элементами змеевик. Материал является пластичным, поэтому при необходимости ему можно придать совершенно любую форму и конфигурацию, для чего используется процесс гибки. Он считается достаточно простым, поэтому реализовать все этапы легко своими руками. Также трубы из меди отличаются тем, что к ним просто подсоединяются различные фитинги.

Однако нередко для полноценного отопления в каждом помещении дома владельцы предпочитают для подсоединения к печи использовать подручные элементы, которые уже служили ранее для других целей. Для этого могут применяться старые радиаторы отопления или проточные водонагреватели, однако работать с этими предметами достаточно тяжело, кроме того, они не будут обеспечивать идеального результата обогрева.

Конструктивные элементы оборудования

Как правило, для создания полноценного отопления дома используется целостная система. Она состоит, в первую очередь, из металлического бака, обладающего достаточно существенной емкостью. К нему подключаются специальные патрубки. Этот элемент никаким образом не контактирует с открытым огнем. С помощью печного оборудования производится обогрев воды, после чего она поступает по змеевику в отдельные комнаты строения. В этом случае может обеспечиваться равномерный и качественный обогрев всего дома. Здесь важно правильно подсоединить оборудование к печи, причем сам прибор может подключаться снаружи или внутри печи.

Читайте также:  Стекло для каминов и печей Разновидности подключения:

• Внешнее подключение. Данный тип теплообменника представляет собой отдельный резервуар, который полностью заполняется теплоносителем, в качестве которого выступает, чаще всего, обычная вода. Внутри самого резервуара имеется некоторая часть трубы, которая предназначается для отвода продуктов горения, возникающих в процессе эксплуатации печи. Установка такого оборудования может быть реализована своими руками, однако этот процесс считается достаточно сложным и специфическим. Дело в том, что к этой работе предъявляется много высоких требований, а также придется иметь дело со сваркой, которая должна реализовываться специалистами. Однако именно такое оборудование считается легким в обслуживании. Если после длительного срока эксплуатации на его внутренних стенках будет образован налет или возникнет протечка, то можно будет легко демонтировать резервуар для проведения ремонтных работ своими руками.
• Внутреннее подключение. Такой вариант работы предполагает установку специального оборудования непосредственно в печи. Выполнять своими руками данный процесс лучше всего в процессе создания печного оборудования, поскольку в будущем вносить изменения в это устройство будет намного сложнее. Также трудности будут возникать тогда, когда необходимо будет производить обслуживание теплообменника, поскольку достать его непросто. Подключается это оборудование также к проложенному по всем помещениям дома змеевику.

Обоснованный выбор конструкции

Выбрать качественный и подходящий по всем параметрам теплообменник не так просто, поскольку на современном рынке различные элементы представлены в многочисленных разновидностях. Важно ориентироваться на то, что вся конструкция должна обеспечивать равномерный и постоянный обогрев помещений. При этом важно, чтобы элементы были созданы из качественных и устойчивых к различным воздействиям материалам, поскольку в этом случае оборудование прослужит долгое время, в течение которого не будет возникать необходимость в регулярных и сложных ремонтных работах.

Важно правильно выбрать змеевик. В последнее время самыми популярными считаются змеевики-регистры. Они создаются из труб, диаметр которых равняется примерно 45 мм., а также они обладают гладкими стенками. По внешнему виду похожи на решетку Г-образной формы. Изготавливаются они с применением не только гладких труб, но и профильных. Выход горячей воды, а также обратку, можно подключать к таким змеевикам с разных сторон. Однако здесь важно ориентироваться, какими конструктивными особенностями обладает сама печь, а также как легче всего произвести своими руками разводку труб в системе отопления.

Читайте также:  Выбор и приготовление огнеупорных смесей для печей

Также важно грамотно выбрать и сам бак, в котором будет осуществляться непосредственный нагрев теплоносителя, который после этого поступает к змеевику и распределяется по всему дому. Самыми популярными считаются резервуары в форме цилиндра или прямоугольника. К ним подключаются змеевики.

Если выбирается теплообменник, который по своим конструктивным особенностям должен устанавливаться на дымоход, то он обычно обладает цилиндрической формой. Внутри него располагается часть змеевика, ее диаметр должен быть точно равен диаметру самой дымоходной трубы. Снизу данного оборудования привариваются подходящие патрубки. Можно даже ориентироваться на приобретение такого оборудования, которое будет использоваться не только для создания полноценного отопления, но и для обеспечения дома горячей водой. Однако важно помнить, что установка оборудования непосредственно как части дымохода, приводит к тому, что продукты сгорания остывают очень быстро, что приводит к снижению тяги в дымоходной трубе.

Другие разновидности баков могут монтироваться на варочную панель печи. Однако здесь своими руками осуществить правильную работу достаточно сложно. Дело в том, что нужно учитывать, что горячие газы должны проходить над верхней полкой оборудования, после чего они должны проходить в дымоход через переднюю сторону топливника.

Правила конструирования и монтажа

Змеевик для создания качественного, равномерного и оптимального отопления в доме считается отличным решением. При желании можно заняться его устройством своими силами, однако здесь важно учитывать следующие правила и требования:

• В теплообменнике могут быть пустоты, их размер не должен превышать 5 мм., поскольку в ином случае вода, находящаяся в оборудовании, может закипеть под действием горячих газов от печного оборудования.
• Трубы, из которых создаются змеевики, должны иметь толщину стенок, превышающую 3 мм., поскольку только тогда можно быть уверенным в том, что элементы никаким образом не будут прогорать.
• Между стенкой топочной и самим оборудованием, в случае установки его внутри печи, необходимо предусмотреть зазор в 12 мм., который будет обеспечивать компенсацию расширения металлических элементов прибора во время нагрева воды.

Читайте также:  Байпас — что это такое?

Сам процесс монтажа оборудования может реализоваться своими руками, однако здесь важно точно знать правильную последовательность всех этапов, а также учитывать вышеописанные требования. К этапам работы относятся:

• Если монтаж осуществляется в уже готовую печку, то необходимо будет разбирать некоторую часть кирпичной кладки.
• В полости топки подготавливается основание, куда будет установлено оборудование.
• Устанавливается устройство.
• Разобранную часть кладки вновь нужно уложить, причем таким образом, чтобы было предусмотрено необходимое место для труб, одна из которых будет выходить из печки, а другая входить.
• Теплообменник подключается к печке.

Если будет использоваться оборудование, которое представлено в виде бака с водой, располагающегося в дымоходной трубе, последовательность действий для формирования полноценного отопления для дома будет немного иной. Здесь нужно определенную часть трубы дымохода полностью демонтировать, а на ее место установить подготовленное заранее оборудование. К нему подсоединяется змеевик, распространяемый по всему строению.

Основные нюансы работы и использования

Наиболее часто печки в строениях используются исключительно для отопления дома. Однако нередко они применяются и для формирования горячего водоснабжения в строении. В этом случае теплообменник должен получать не больше 10 процентов от вырабатываемого тепла от печного оборудования.

Змеевики изготавливаться должны из качественных труб подходящего диаметра, тогда они смогут обеспечивать оптимальный обогрев различных помещений в сооружении. Поэтому важно к этому вопросу подходить ответственно. Также материал, из которого делаются трубы, должен быть устойчивым к высоким температурам, поскольку он используется для создания системы отопления.

Таким образом, использование змеевика считается оптимальным и целесообразным решением для дома, в котором для обогрева используется печка, не способная самостоятельно обеспечивать равномерный и эффективный обогрев каждого помещения в строении.

Поделиться:

Печь считается традиционной конструкцией для обогревания зданий. Но если она установлена в большом доме с несколькими этажами, то ее мощности может быть недостаточно для равномерного прогревания всех комнат. Выходом здесь может быть змеевик для печи, который еще называют теплообменник.

Общие сведения

Принцип работы

Змеевик считается прибором непрямого нагревания воды. Его работа заключается в циркуляции жидкости в замкнутом контуре системы посредством естественной конвенции. В процессе воздействия тепла происходит нагрев воды. При этом горячий слой поднимается наверх, а холодный занимает его место. Процесс перемешивания воды тепловым воздействием имеет название циркуляции. Нагревшийся теплоноситель поднимаясь передает воде свое тепло. Причем печь здесь не служит теплообменником,т.к. ей создается тепло.

Функции змеевика

Змеевик или теплообменник чаще применяется для создания еще одного нагревающего контура, без которого сгораемое топливо начинает нагревать стены печи, которые, в свою очередь, при взаимодействии с воздухом начинают отдавать свое тепло, но оно по газоотводной трубе будет просто улетать.

Посредством змеевика происходит отдача лишнего тепла из воздуха циркулирующей воде, чем повышается экономичность благодаря получению двойного коэффициента на 1 ед. топлива. Теплообменник применяется в печках бань, домов, гаражей. И везде выполняемая функция будет разной -нагревание воды в душе, отопление помещений и т. п.

Разновидности

Змеевики различаются по конструкции, по материалу изготовления, а также местом расположения в системе.

Существуют следующие виды:

• Змеевик в виде спиральной трубы. Этот тип встраивается непосредственно в резервуар, в котором находится жидкий теплоноситель. Концами эта труба развальцована в стенки, благодаря чему происходит циркуляция теплоносителя внутри и нагревание им воды в емкости. Если правильно рассчитать длину змеевика, подобрать материал, из которого он будет изготовлен, количество его колец, вполне возможно ускорить процесс нагревания воды. При оставлении части змеевика в открытом состоянии, можно увеличить прогревание помещения.
• Змеевик с баком. Емкость с трубой змеевика проводится в максимальной близости от топки. Здесь важно строгое соблюдение уклона проводимой трубы для того, чтобы проходила естественная циркуляция. Иногда для этого устанавливается электронасос. Как правило, этот вид используется при создании отопительного контура. Благодаря тому, что нагрев воды происходит при прохождении по трубе, огибающей топку, повышается скорость нагревания.
• В виде трубной доски, состоящей из 2 герметичных баков и множества маленьких труб. Баки располагаются по разным сторонам топки и связываются трубами. Теплообмен происходит в точках соединения. Такие конструкции применяются для отопления больших помещений, в том числе и многоэтажных зданий.

Важно: При эксплуатации этого типа теплообменника необходимо учитывать химический состав воды, т. к. при образовании большого количества накипи может происходить прорывание стенок.

• В виде водяной рубашки. Конструкция представлена двумя герметичными резервуарами, располагаемыми один в другом. Этот вид эффективен и прост в использовании. Благодаря тому, что теплообмен протекает стремительнее.

Материалы

Змеевик может быть изготовлен из следующих материалов:

• меди. Это самый оптимальный материал для теплообменника. Так как медь очень пластична, трубка может изгибаться и принимать любую форму. Также обладает высоким коэффициентом теплопроводности, превышающий 380. Однако, медь не очень стойкая к жару и достаточно дорогостоящая;
• нержавейки. Этот материал также обладает достаточной пластичностью, стойкий к температурным колебаниям, но ее теплопроводность ниже;

Заметка: Оцинкованную сталь нельзя применять при нагревании,т.к. нагреваясь она начинает выделять ядовитые соединения.

• Металлопластика. Считается легкодоступным и практичным материалом, но не отличается высокой теплопроводностью, которая в два раза ниже меди. Однако, металлопластик обладает долговечностью и стойкостью к температурным колебаниям.

Чаще других используют трубы из меди для изготовления змеевика. К таким трубам легко присоединят разнообразные фитинги.

Как уже говорилось ранее, теплообменник монтируется в топке, от него отходят трубы по которым передвигается вода. При устройстве печи для отопления и приготовления пищи подойдет  использовать змеевик в баке из металла из труб. Благодаря извилистой поверхности обеспечивается быстрое нагревание, однако для их изготовления и очищения от продуктов горения потребуется помощь специалиста.

Для конструкции используют 50 мм п-образная труба. Если в печи не предусмотрено варочное место, то на верхней части змеевика приваривают дополнительные маленькие трубки.

Змеевик из стальных листов используется, в основном, в печках только для обогрева строения. Изготавливаются из 0,5 см металлического листа, отрезков прямоугольных труб 40*60 мм и круглых трубок такого же размера для подведения воды.

Благодаря установке водного контура  в печное отопление можно добиться повышения эффективности топливного расхода. При сгорании теплоносителя его энергия идет на нагревание корпуса, дымового канала и стен, и, в то же время, обеспечивается высокая температура циркулирующей воды в трубах.

Можно выделить следующие преимущества:

• Легко сделать самодельный змеевик для кирпичной печи;
• возможность комбинированного обогрева посредством теплых паров воздуха от печки и горячей воды в батареях;
• больший выбор топлива.

На что ориентироваться при выборе

Конечно основополагающая роль всегда отдается цене продукта. Выбор материала во многом влияет на конструкцию системы. Дальше стоит вопрос о возможности изготовления.

Конечным этапом будет месторасположение печи. И здесь важно учесть конечную цель — нужна ли отопительно-варочная печь либо отопление для дома, печка для бани или отопление гаража. Любой из вариантом нужен свой подход.

Заметка: Нужно конкретно определиться с такими нюансами, как: какую площадь необходимо отопить, будет ли там параллельно снабжение горячей водой, какое количество топлива можно расходовать и т. п.

Поэтому, выбирая подходящий вариант конструкции вы ориентируетесь на финансовое положение, доступность материала, нужду.

Так, например, для бани потребуется комплексный вариант. Здесь главной задачей является прогревание 2 помещений и нагревание воды (парилка, предбанник и душ). Так, наиболее подходящим для этого будет змеевик для печи и нагревания воды.

В деревянных домах, как правило, используют универсальную конструкцию отопительно-варочной печи. Самым распространенным типом считается змеевик с емкостью. Он прост в использовании и способен решать много задач таких, как отопление, нагрев воды и готовка еды.

Для отопления гаража отлично подойдет самодельный горизонтальный теплообменник из подручных средств. Здесь могут быть использованы автомобильный радиатор, старая чугунная батарея и т. д.

Элементы конструкции

Для того, чтобы создать полноценное отопление строения, необходимо использовать целостную систему. В которую входят металлическая емкость и подключенные к ней патрубки, не контактирующие напрямую с открытым пламенем. Печное оборудование нагревает воду, которая по змеевику перемещается по всему дому, обогревая его.

Тут крайне важным является качество и правильно подсоединить устройство к печи.

Выделяют несколько видов подключения змеевика:

• Снаружи. Здесь змеевик представлен отдельной емкостью, в котором находится вода. В емкости располагается часть отводящей трубы для продуктов горения. Монтаж этого устройства тяжелый и лучше воспользоваться помощью специалистов. Но является достаточно легким в эксплуатации. При образовании налета на стенках или в случае протечки, оно с легкостью может быть демонтировано.
• Внутри. Для этого варианта будет необходимо специальное оборудование, которое устанавливается непосредственно внутри печи и соединяется со змеевиком, проложенным по всему периметру дома. Это лучше производить еще на этапе строительства печки, т. к. после завершения строительства его будет не просто достать.

Основные нюансы создания змеевика своими руками

Есть некоторые правила, которые следует учитывать при самостоятельном создании змеевика:

• В теплообменнике могут образовываться пустоты, которые не должны быть больше пяти миллиметров. В противном случае, путем воздействия горячих паров газа от печи возможно закипание воды в устройстве;
• Для змеевика берутся трубы более трех миллиметров толщиной, иначе при меньшем размере стенок трубы может происходить прогорание элементов;
• При внутреннем расположении устройства между отделением топки и устройством теплообменника нужно оставлять зазор в двенадцать миллиметров для восполнения возможного экспансии частей из металла в процессе нагревания воды.

Особенности использования

Чаще всего печка в доме служит только для отапливания помещений. Также многие используют ее и для обеспечения горячей водой. И здесь к теплообменнику должно поступать до десяти процентов  от всего вырабатываемого  печным отоплением тепла.

Для изготовления змеевика нужно использовать только качественные трубы подходящего диаметра, только тогда будет обеспечиваться оптимальное обогревание всех комнат дома. Этот вопрос очень ответственный. Также как и выбор материала, который обязательно должен быть стойким к повышенным температурам.

Применение змеевика это самое целесообразное и оптимальное речение для отопления большого дома с печным отоплением.

Содержание статьи:

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.

Принцип работы и функции теплообменника

Теплоносителем в теплообменнике может быть вода или антифриз

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:

• защита элементов системы от повреждений вследствие разморозки;
• антикоррозийная защита, обусловленная соответствующими присадками;
• отсутствие абразивов, солей и прочих примесей, разрушающих (засоряющих) трубопровод или арматуру.

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.

• Равномерно и экономично распределять тепло по обогреваемым помещениям.
• Обеспечить дом (дачу, коттедж, баню, квартиру и пр.) горячей водой.
• Аккумулировать тепловую энергию для использования при неработающей печке.

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

Змеевик

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:

• конструкцией,
• местом установки,
• материалом.

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.

• Змеевик – гнутая под разными углами труба. Быстро прогревается, но часто не обладает достаточным объемом. Подходит для монтажа в дровяную топку, за топку, в каменку, на дымоход (если змеевик – спиралевидный).
• Регистр – аналог трубного радиатора, пожалуй, самый популярный, универсальный, энергоэффективный. Как правило, это несколько труб большого диаметра, соединенных тонкими трубками. Выбор конкретной формы и места установки ограничен фантазией автора, а также общей схемой.
• Дипломат – одна или несколько соединенных между собой емкостей с патрубками. Это распространенная модель, простая в сборке и монтаже. Печь для бани с теплообменником такого типа обеспечит тепло, жар, горячую воду. Недостатки – существенный объем снижает скорость прогрева, ограничивает выбор места для монтажа. Примитивная форма не способствует полноценной теплопередаче, мешая прогреву частей самой печки. Поэтому хорошо подходит только для монтажа внутрь каменки (если речь о бане), за нее или за топку.
• Водяная рубашка – кожух, устанавливаемый на прогреваемые изнутри части теплогенератора. Зачастую это цилиндр с патрубками, надетый на дымоход. Сложен для кустарной сборки, подвержен протечкам, зато не требует разборки печки для монтажа и достаточно эффективен.

Водяная рубашка

Дипломат

Регистр

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

Медный теплообменник

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.

• Сталь прекрасно подходит по всем параметрам, кроме стойкости к коррозии. Однако если теплоноситель залит всегда, ржаветь она не будет.
• Нержавеющая сталь не имеет недостатков, кроме высокой цены и сложности сварки. Оцинкованная сталь почти не применяется из-за токсичных выделений, связанных с высокими температурами.
• Чугун, недостатки которого – сложность сварки и высокая вероятность образования трещин (из-за резких перепадов температуры при неравномерном нагреве).
• Медь, которая всем хороша, кроме высокой цены и соединением частей пайкой. Припой «не держит» сильный нагрев, если слита вода, поэтому применение меди ограничено.

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

Самодельный медный теплобменник змеевик

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:

• Медь относительно легко гнется, паяется.
• Змеевик не содержит соединений, подвергающихся сильному нагреву.
• Спиральная форма проста, универсальна, а для ее придания не нужно сложное оборудование.
• Установка такого теплообменного устройства не потребует серьезной модернизации печной конструкции.

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

Трубогиб ручной

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:

• отожженная медная труба в бухте d32, длиной 3.5 – 4.5 м (в зависимости от d дымохода);
• водорозетки переходные (резьба-пайка) d32 * 1.25” – 2 шт;
• обычный низкотемпературный и жесткий медный припой для среднетемпературной пайки (650 – 750°C);
• паста «флюс»;
• мягкая абразивная губка;
• газ пропан-бутан для среднетемпературной пайки – 1 баллон (0.5 л);
• мытый просеянный мелкий песок – 5 – 6 кг;
• трубопровод, краны, клапаны «Маевского», радиаторы.

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

Водяная рубашка своими руками

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:

• чугунный или стальной П-образный регистр в топке;
• водяная рубашка вокруг топки или у какой-либо из ее поверхностей;
• П-образный дипломат в топке;
• дипломат непосредственно над топкой или за ней, с максимальным контактом;
• водяная рубашка вокруг каменки;
• регистр, дипломат или змеевик в каменке;
• дипломат или змеевик за каменкой;
• водяная рубашка на дымоходе.

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:

• чем выше разбег патрубков теплообменного устройства по высоте, тем лучше;
• расширительный бак ставят как можно выше, рядом с печкой;
• к баку идет труба с верхнего патрубка;
• труба от расширительной емкости идет к нижнему входу радиатору;
• все горизонтальные участки делают под наклоном (не меньше 3 мм на 1 м);
• выход с радиатора только с противоположной стороны или по диагонали.

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.

9 февраля 2019 просмотров: 2388

Змеевик для печи – это неотъемлемый атрибут, особенно в том случае, если мощности печи не хватило на обогрев всего дома, каждого этажа, помещения и закутка в нём. Однако многие не хотят переплачивать, в этом случае можно сделать змеевик для печи своими руками.

Возможно, вам также понравится данная статья из нашего тематического блога: «Дымоход из чёрной стали». 

Выбор материалов и подручных средств для змеевика

Если вы хотите змеевик для печи купить или сделать своими руками, первое на что нужно обратить внимание – это материалы, из которых он будет изготовлен:

Фото змеевика	Выбор материала	Описание материалов
	Медь	Качественная труба из такого материала, должна иметь оптимальный показатель и коэффициент теплопроводности, который в идеале составит около 380.
	Сталь	Стальные вариации отличаются средней стоимостью. Такая разновидность также должна иметь определённый коэффициент теплопроводности. Для такого металла он составит 50.
	Металлопластик	Самым простым вариантом, коэффициент теплопроводности которого минимален, всего 0,3 является металлопластик.

В основе любого змеевика лежит труба, которая изготовлена из одного описанных выше материалов. Теплопроводность и эффективность такой конструкции зависит от того, каким диаметром и протяжённостью будет обладать такая система.

При одном поперечном размере, на одном уровне теплоотдачи показатель длины металлопластиковых и медных труб будет разным. В первом случае протяжённость составит 11. Если говорить о стальной вариации, то из протяжённости при одинаковых характеристиках будет в 5-8 раз больше в сравнении с медными.

Самым лучшим вариантом и материалом, из которого будет изготовлен змеевик, будет труба обожжённого типа из меди. К преимуществам такого материала относится высокая прочность и долговечность изделия, при этом, вы сможете легко придать материалу необходимую форму, а также присоединить с помощью резьбы фитинг.

Поскольку стоимость готовой медной фурнитуры и труб достаточно высокая, в целях экономии, можно поискать приспособления из этого материала, которые больше вами не используются, но при этом материал полностью сохранил все свои характеристики. Как вариант, можно использовать:

1. Радиаторы отопления, которые ранее не протекали;
2. Полотенцесушители;
3. Автомобильные радиаторы и прочие аналогичные по своему строению и внешнему виду конструкции;
4. Водонагреватели потолочного типа.

• 
• 
• 
• 

• 
• 
• 
• 

Теперь, необходимо подробней ознакомиться и просмотреть основные конструктивные особенности таких изделий:

1. Прибор не должен напрямую контактировать с горящим пламенем.
2. В качестве основного элементы выступает бачок с определённой вместительностью, от которого выходят соединительные патрубки;
3. В другом помещении, трубы должны вести ко второму бачку, ёмкость которого будет немного больше, чем у первого. Таким образом, прогретая вода сможет полноценно и безопасно циркулировать по носителям;
4. Также по своему типу могут отличаться и теплообменники, они бывают внешними и внутренними;
5. Внутренний теплообменник сложнее по монтажу, чем внешний, однако, внешний в свою очередь проще обслуживать;
6. Внутренний теплообменный элемент, монтируется прямо в конструкции самой печи и располагается над топочной камерой. Он устанавливается ещё на этапе строительства кирпичной печи или монтируется в портал, в том случае, если вы выбрали уже готовую стальную или чугунную каминную топку.

Змеевик для печи должен быть достаточно эффективным, именно поэтому, в процессе разработки, необходимо позаботится о том, чтобы показатель общей площади поверхности конструкции был очень большим.

Также, для изготовления теплообменника, можно использовать гладкостенные трубы, которые имеют диаметр около 4-5 сантиметров. Если рассматривать их, то можно отметить, что по своей форме они напоминают большую букву Г.

Обратка и выходной отверстие, с которого выходит горячая вода, можно располагать с одинаковым успехом, с любой стороны. Также можно отдать предпочтение установке в помещении прямоугольного или цилиндрического бачка. Змеевик в этих случаях располагается прямо внутри конструкции, протяжённость этой вариации зависит от самого отопительного агрегата, его габаритов и мощности.

Также, теплообменный элемент можно установить прямо на дымоходной вытяжке. В этом случае он будет иметь характерную цилиндрическую форму, патрубки размещаются в нижней части, а сверху она переходит в дымоход, который имеет аналогичный диаметр и форму. Данная вариация идеально подходит как для получения тепла, используемого для прогрева помещений, так и для нагрева горячей воды.

Однако, если вы решили установить теплообменник на дымоход, необходимо помнить о том, что за счёт быстрого остывания проулков горения, тяга в вытяжке может нарушиться и стать недостаточной, для эффективного вывода отработанных продуктов горения и распада.

• 
• 
• 
• 
• 

• 
• 
• 
• 
• 

Змеевик также можно разместить и рядом с печью, которая выполняет не только отопительную функцию, но и используется для приготовления пищи. В этом случае, важно чтобы прогретый газ продвигался над верхней полочкой, и выводились через дымоход. Таким образом, печь с варочной поверхностью будет находиться над теплообменным носителем. При необходимости, можно не устанавливать верхнюю полку, в этом случае, нижняя и боковые части будут соединяться между собой с помощью труб.

Сборка своими руками

Если вы решили собрать своими руками змеевик трубчатых печей, рекомендуем взять на заметку следующие требования и правила:

1. Внутреннее пространство внутри труб не должно быть меньше 5-6 миллиметров. Если данный показатель будет меньше, вода будет закипать внутри, что очень опасно;
2. Важно, чтобы материалы, из которых изготовлен теплообменник, были качественными, подходящими и имели оптимальную толщину в 3-4 миллиметра, в результате чего, трубы не будут прогорать под воздействием высоких температур;
3. Если вы планируете установку внутреннего носителя или собираетесь размещать его около печи, важно соблюдать технологический зазор, который будет составлять не менее 1-2 сантиметров.

Печь банная, змеевик для которой сделан своими руками, обойдётся существенно дешевле, при этом эффект и мощность будет аналогична покупному теплообменнику.

Если вы планируете разместить теплообменный носитель в уже собранной кирпичной печи, необходимо разобрать часть имеющейся кладки. Однако если вы собираетесь строить печку с нуля, вам потребуется выполнить работы в следующие последовательности:

1. Фундамент для змеевика готовится в самой топке, а точнее в её полости;
2. Производим установку нашей трубы;
3. Теперь необходимо закрыть ряды кирпичом, при этом очень важно оставить пространство, через которое будут выводиться трубы;
4. Теперь необходимо подключить систему и проверить её работоспособность.

• 
• 
• 
• 

• 
• 
• 
• 

Перед тем как выполнить монтаж ёмкости, очень важно удостовериться в том, что они отличается полной герметичностью. Для получения точной информации, необходимо предварительно протестировать его под высоким давлением.

Также, оптимальным и одним из самых лучших вариантов, который очень часто используется как для печей, так и для каминов, является размещение бака, который будет соединяться с медными трубками. Оптимальный объём такого бака будет составлять порядка 15-25 литров. Если у вас нет готового бачка, можно собрать его своими руками, для данных целей используется листовая сталь оптимальной толщины. Швы должны быть минимальными, при этом толщины металла составит около 3 миллиметров. Ёмкость для воды должна размещаться на оптимальном от печи расстоянии, которое составит не ближе одного метра и не дальше трёх. Теперь, необходимо проделать одно отверстие вверху и второе внизу резервуара. Выполняем монтаж сливного крана, также необходим дополнительный кран, через который, при необходимости можно будет стиль воду со всей системы. Проверяем герметичности и если всё в порядке, можно приступать к использованию!

Если с помощью такого теплообменника вы не просто хотите отапливать дом, но и получать горячую воду, на него должно уходить около 10-15 процентов выработанной от печи тепловой энергии. Если вы используете конструкцию, которая дополняется расширительным бачком, важно чтобы вода в нём могла прогреться до максимально высокой температуры не менее чем за 1,5-2 часа.

Обратка будет дополняться трубами с меньшим диаметром, чем те, которые используются в качестве подающей составляющей. Если вы хотите дополнить печь змеевиком и использовать её достаточно редко или сезонно, лучше не наполнять трубы простой водой и заменить её антифризом. Это позволит трубам оставаться в хорошем состоянии, а при резком перепаде температур, который наблюдается в зимний период не разорваться и не потерять свою герметичность.

С помощью печки дополненной теплообменником и змеевиком, вы сможете добиться максимальной эффективности и высокого КПД такого отопительного агрегата. Тепловая энергия, таким образом, будет распространяться по всему дому, в то время как классические печи обогревают только одну комнату и в большей степени пространство около себя.

Такой вариант отличается долговечностью и эффективностью, он гарантированно не потребует доработок в последующие годы, позволит обогреть как небольшую дачу, так и просторный двухэтажный коттедж.

Если вы используете в качестве топлива не дрова, а уголь, необходимо делать теплообменник боле толстым, а также соблюдать большие расстояния при его размещении, поскольку уголь, при горении даёт очень стильный жар и вырабатывает большое количество копоти.

• 
• 
• 
• 
• 

• 
• 
• 
• 
• 

Для того чтобы собрать змеевик в печь своими руками, необходимо составить или подобрать в данной статье готовую схему и после индивидуальной подгонки, реализовать её.

В видео вы сможете узнать, как выглядит змеевик для печки в работе:

В видео рассказывается о том, каким будет змеевик для кирпичной печки вокруг духовки:

Используемые источники:

• https://x-teplo.ru/otoplenie/pechi-kaminy/teploobmennik-svoimi-rukami.html
• https://poluchi-teplo.ru/pch/aksp/zmeevik-dlya-pechnogo-otopleniya.html
• https://domsdelat.ru/otoplenie/zmeevik-dlya-pechi-sposoby-podklyucheniya-raznovidnosti-princip-raboty.html
• https://strojdvor.ru/otoplenie/teploobmennik-dlya-pechi/
• https://msk-kamin.ru/news/zmeevik-v-pech-svoimi-rukami/