Как подключить печь с теплообменником
Теплообменник для бани: зачем нужен, как установить и подключить на банную печь
Сделав правильный выбор отопительного оборудования, можно париться и мыться без покупки и установки бойлера. Надежный, современный, вместительный теплообменник для бани отлично справится с ролью нагревателя: он сможет поставлять в накопительный бак нужный объем горячей воды. В этой статье вы узнаете существующие сегодня варианты и особенности работы технического средства, практические достоинства и наиболее популярные модели.
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:
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.
Выбор зависит от пользователя: чему отдать предпочтение, производительности или комфорту в обслуживании, экономии полезной площади или топлива.
Различие по видам
Простейшие конструкции теплообменников представляют собой змеевики с выведенными из резервуара концами: один забирает жидкость комнатной температуры, другой – выпускает уже горячую.
Более сложные являются системой, состоящей из двух металлических резервуаров с антикоррозионными свойствами – цилиндрической и прямоугольной формы с соединительными трубами.
По месту расположения бака с водой
Выделяют два способа:
Преимущества установки теплообменника в парной
Особенности установки и работы теплообменника
Устанавливается между топкой и конвектором:
Производительности устройства емкостью в 5 л хватит для быстрого наполнения горячей водой 120-литрового бака. Пользоваться просто – достаточно организовать своевременную подачу жидкости (бесперебойность можно обеспечить использованием циркуляционного насоса) и «кормить» топку дровами.
При монтаже теплообменника (рекуператора) для бани необходимо учесть следующие моменты:
Чем дольше эксплуатируется теплообменник, тем более оправданной с экономической точки зрения оказывается установка.
Правила установки теплообменника на банную печь
Необходимо руководствоваться следующими правилами:
Как подключить теплообменник, если бак находится в парной:
Второй вариант подключения: бак ставим ниже, а штуцер для подводящего контура ставим сбоку. Но есть нюанс, если уровень воды будет ниже верхнего штуцера, циркулирования не будет. В теплообменнике она будет стоять и периодически доходить до кипения, а в баке она так и будет прохладной.
Если требуется разместить бак в помывочной, следует соблюдать те же принципы, что и при его расположении в парной.
Чем и как соединять внешний бак с теплообменником
Помните, что элементы, контактирующие с печкой, накаляются, температура их поверхности превышает 100 0С. Поэтому патрубки должны быть из нержавейки (чугун не подойдет, так как он подвержен коррозии). А вот обычные трубы допускаются из металлопластика, их даже можно заменить гибкими шлангами. Главное, чтобы диаметр был 1 дюйм или 3/4, иначе циркуляция будет плохой.
Уплотнители используйте из тангита, прокладки для фитингов – из паронита. Не стесняйтесь заменять заводские элементы нестандартными, но выполненными из термостойкого материала. Не забудьте о сливном кране – он просто необходим, чтобы законсервировать систему на сезон холодов или для быстрого удаления застоявшейся жидкости. В обратном случае, во время морозов оставшаяся вода замерзнет и разорвет трубы.
Обзор печей с теплообменником
Существуют встраиваемые модели теплообменников. Ниже мы рассмотрим популярные из них.
Банная печь с бойлером
Начнем с того, насколько такое решение обосновано с экономической точки зрения. Монтаж данного устройства повышает КПД используемого оборудования. С ним отработанные газы не просто бесполезно улетают в атмосферу, но и попутно нагревает воду, которую затем можно использовать для купания или других бытовых нужд. Поэтому он многократно оправдывает факт своей установки в долгосрочной перспективе.
Везувий Скиф 16 ВЧТ
Мощная и скоростная, с право- или левосторонним расположением нагревателя воды, оборудованная сеткой. Может похвастать стальной топкой с толстыми стенками (8 мм), благодаря которым не боится даже постоянного воздействия высоких температур.
Торнадо 20М2
Производительная, тяжелая (125 кг). Оснащена чугунной дверцей, встроенным теплообменником и вместительным боковым кожухом, рассчитанным на 240 кг камней. Должна устанавливаться на усиленный фундамент. Зато и КПД впечатляющее.
Harvia 20 SL Boiler
Установка и подключение теплообменника и бака в бане
Что нужно знать об эксплуатации
Если вы ознакомились с инструкцией, купили теплообменник в баню, убедитесь, что выполняются следующие условия:
Безопасность при эксплуатации
Чтобы предупредить возникновение аварийных ситуаций, соблюдайте следующие меры предосторожности:
Простейшие теплообменники
Для облегчения выбора агрегата предлагаем вам ознакомиться со следующими вариантами.
Змеевик для печей
Простейший вариант теплообменника – труба (из алюминия, меди или другого пластичного и антикоррозионного металла), загнутая в спираль или, реже, иной формы. Носитель по нему эффективно движется самотеком, если общая его длина менее 3 м. Нагревается за счет раскаленного воздуха, а не контакта с огнем. На концах такой конструкции производят резьбу (наружную) – для фитингового соединения с баком.
Располагать змеевик можно как прямо в топке, внутри, так и вне ее. Форма его бывает самой разной, начиная от простейших U-образных подков, продолжая уже упомянутыми спиралями с различным количеством витков и заканчивая сложными сварными регистрами. Последние делают ради повышения надежности и уменьшения энергопотерь, но так как они получаются крупногабаритными, то их, как правило, ставят в просторные каменки.
Прямоугольный бак на трубе
Это еще один тип – уже не внутренняя цилиндрическая емкость, а конструкция, состоящая из воздухонепроницаемого корпуса, выполненного из нержавеющей стали.
Принцип действия остается таким же – нагреваемая жидкость поднимается в резервуар, охлажденная идет обратно. В реализации для него подойдет дымоход диаметром Ф115мм (без применения переходника) или 110мм (с использованием), а попадание отработанного пара в комнату почти исключено. Правда, система должна быть герметичной, важно своевременно пополнять конструкцию водой.
Рекомендации опытных мастеров
Вот еще несколько советов, подсказывающих, как установить теплообменник в бане максимально рационально:
Выбирайте долговечные материалы и подходящую конструкцию, верно производите расчеты, строго следуйте инструкциям и рекомендациям. Грамотный мастер знает, как сделать и подключить теплообменник в бане, ведь правильная установка будет залогом безопасной эксплуатации оборудования, а значит и комфортного купания после парилки.
Напоследок видео о том, как устроена универсальная модель теплообменника:
Встроенный теплообменник открытого типа для банной печи
Отправим материал на почту
Чаще всего парную баню возводят на отдельном от дома фундаменте, и это получается другая постройка. Чтобы подвести туда горячую воду из бойлера, который находится в ванной, расположенной внутри дома, придется прокладывать трубопровод по воздуху или по траншее, но для горячей воды это прям плохо. Но есть очень простой выход из такой ситуации – достаточно установить теплообменник на трубу дымохода в баню, и горячая вода для мытья всегда будет к вашим услугам.
Теплообменник для бани
Попробуем разобраться в назначении теплообменника на банную печь. Это нехитрое устройство позволяет постоянно иметь в наличии горячую воду в том случае, когда топится печь. Как правило, такая емкость имеет не особо большой размер, поэтому очень быстро нагревается, что полностью обеспечивает потребности одного или маленькой группы парильщиков. Сам бак может находиться прямо в парилке, недалеко от печи, либо его выводят в моечное отделение, но на скорость нагрева воды это практически не влияет.
Виды емкостей
На чертеже, показанном выше, вы видите эллипсоидную модель емкости для горячей воды, где нагрев происходит за счет дыма от дров или угля, которыми отапливается банная печь. Такой вариант очень популярен в силу своей удобной формы – его очень легко навесить на стену, если к баку приварить крепежные кронштейны, как у электрического бойлера. Диаметр трубы должен соответствовать диаметру дымохода, чтобы их можно было плотно стыковать, и при этом угарный газ не просачивался в помещение. Размеры самой емкости могут быть произвольными, но придется учитывать одну простую закономерность – чем больше воды вмещается в посудину, тем дольше она греется.
Цилиндрические емкости, как правило, имеют небольшие размеры, и их устанавливают непосредственно на вертикальную дымоотводную трубу стартового дымохода. Понятно, что вся масса воды, закачанной в теплообменник, в данном случае будет оказывать давление на дымоотводную конструкцию печи, поэтому здесь очень важно, чтобы упор имел хорошее основание. Топочное отделение в печах-каменках, как правило, делают из толстой листовой стали, поэтому газоотводная труба просто вваривается в ее верхнюю часть. Такие теплообменники обычно не делают объемом более 20-30 литров, чтобы не создавать чрезмерного давления на топку. Тем не менее, вода нагревается очень быстро и её достаточно для нескольких человек.
Видео описание
Пять преимуществ встроенного теплообменника банной печи перед универсальным.
Принцип работы открытого теплообменника
Ранее привычная схема подключения теплообменника в бане была следующей: внутри топки или на патрубок дымохода монтировали теплообменный контур в виде змеевика, чтобы как можно больше жидкости вступало в контакт с открытым пламенем или горячим дымоходом. Для этой цели использовали медную или стальную трубу, а иногда сваривали бачок из нержавеющей стали. Вода в такой теплообменник поступала из наружного бака самотеком, и устанавливали его, как правило, неподалеку от печи. Из-за низкой скорости циркуляции жидкость успевала прогреваться до 85-90°C, но этого вполне хватало.
Принцип устройства современных теплообменников остался очень похожим, так как основным источником теплокалорий по-прежнему остается печь. Но все остальное изменилось: емкость с водой находится снаружи, и жидкость греется за счет горячих газов, которые выбрасываются в атмосферу. У такой системы есть определенные преимущества. Во-первых, тепловая энергия топки не расходуется на подогрев – это, вместо топки, делает стальная дымоотводная труба. Во-вторых, если бак для горячей воды установить в моечном отделении, то он будет дополнительно обогреваться от температуры воздуха в помещении.
Закачка воды в предварительную емкость перед теплообменником может производиться либо вручную, либо придется подвести холодный трубопровод из дома и открывать его по необходимости. В то время, когда вы решили протопить баню, водный поток можно регулировать запорной арматурой, если установить кран на месте подачи у входа в емкость. Кроме того, на теплообменнике на всякий случай нужно установить подрывной клапан, так как если долго не использовать постоянно подогреваемую жидкость – она закипит. Еще нужно приспособить маленькую емкость в качестве расширительного бака, к которому будет подключен душ.
Примечание: стальные внутренние или внешние теплообменники не являются накопительной емкостью для горячей воды, поэтому вам все равно придется варить или приобретать готовый бак – он одновременно послужит в качестве расширительного резервуара.
По сути, мы здесь рассмотрели два способа нагрева воды в емкостях – самоварный (от дымоотводной трубы) и прямой (от топки банной печи). Какой из них лучше выбрать – смотрите сами, а ниже сможете узнать о некоторых подробностях монтажа.
Какие материалы можно использовать
Водогрейный бак, который одновременно будет выполнять функции теплообменника (это, как правило, емкости самоварного типа), изготавливаются из стали разных марок. Лучше всего, конечно, если это будет нержавеющая или оцинкованная листовая сталь толщиной 1,5-2 мм. Конечно, емкость можно сварить из обычного металла, но вариант с оцинковкой и нержавейкой предусматривает меньшее количество накипи при нагреве воды, точнее, образование накипи никуда не денется, но её гораздо легче удалять при профилактическом обслуживании. У кого есть дома листы из алюминиевых или медных сплавов могут использовать их, но тогда емкость получится слишком дорогостоящей и варить её сложнее, нежели сталь.
Монтаж теплообменника самоварного типа
Давайте попробуем разобраться, как смонтировать теплообменника самоварного типа в своей парилке на дымоотвод банной печи. Возьмем стандартные материалы с общепринятыми размерами, а также обойдемся стандартными инструментами.
Материалы и инструменты
Вам понадобится мало материалов, но больше инструментов:
Примечание: выбирать материал для сварки теплообменника (оцинковка или нержавейка) можете самостоятельно, но оптимальная толщина листа и стенок трубы 1,5-2 мм.
Раскрой листа
У вас ещё остается часть отрезанного листа 743×1000 мм (1 мм съедается на ширине реза). Теперь возьмите ученический циркуль и начертите на этой заготовке две окружности по 400 мм в диаметре. Если у вас есть дома готовальня, то это еще лучше, так как там вместо грифеля мощно вставить иглу и, тем более, изогнуть чертящую ножку так, чтобы она оказалась под прямым углом относительно поверхности. Когда расчертите окружности, оставьте крестики в центре каждой из них – это можно сделать иглой на ножке циркуля или чертилкой. Теперь аккуратно вырезаете болгаркой два диска по заданным размерам и обработайте кромки наждачной бумагой или той же УШМ, чтобы в дальнейшем не порезаться.
Видео описание
Теплообменник в печь.
Переходим к более сложному заданию – нужно будет в обоих дисках вырезать корончатой фрезой два отверстия по 100 мм диаметром под трубу для дымоотвода. Чтобы отверстия получились точно по центру, у вас уже должны быть начерчены крестики, о которых говорилось выше. Для наиболее точной центровки сначала просверлите отверстия тоненьким (2-3 мм) сверлом и только тогда используйте корончатую фрезу с алмазным напылением. Сложность в данном случае заключается в том, что металл толщиной 1,5-2,0 мм будет прогибаться, если его сверлить коронкой на весу, поэтому понадобится какое-то плотное и в то же время нетвердое основание.
Лучше всего для той цели подойдет песок, поверхность которого нужно сделать ровной, чтобы туда плотно легла заготовка, а для удобства его можно набрать в картонный или деревянный ящик. Помимо плотного основания для сверления листовой стали нужна неподвижность заготовки, так как зажать диск на песчаной подушке вам не удастся, то уприте круг в угол ящика, а с противоположной стороны придерживайте пальцами, но лучше пассатижами. Если хотите, можете поменять порядок действий местами – сначала просверлите круглое отверстие под дымоход, а потом вырезайте болгаркой диск для крышки цилиндра. Если четырехугольную заготовку упереть в угол ящика, её будет гораздо удобнее удерживать во время сверления.
На одном из дисков, чтобы не устанавливать подрывной клапан, просверлите ступенчатым сверло отверстие нужного диаметра для пробки, которая будет свободно открываться и закрываться. Пробку можно сделать из кусочка нержавеющей трубки, приварив сверху шляпку или из кусочка полипропиленовой трубы Ø 20 мм, напаяв с одного конца заглушку. Второй вариант будет даже удобнее первого, так как пробку из ППР даже при закипевшей воде можно открыть и закрыть голыми руками. При сильном давлении, если пар не пробьется в месте закупорки, пробку попросту вытолкнет из емкости – это очень удобно и в разы дешевле подрывного клапана.
Теперь нужно сварить цилиндр из листа 1256×800 мм. Если вы будете работать без подсобника, то будет очень сложно, но для фиксации краёв прямоугольника понадобятся тиски. Теперь зажмите в тисках уголок листа так, чтобы несколько сантиметров прямоугольника оказались выше прижимных губок, а остальная часть свисала к полу. Если у вас есть помощник, пусть свернет цилиндр кромка к кромке и удерживает, а вы или кто-то другой пусть прихватит шов в трех точках (края и средину). Теперь остается только хорошо проварить стык, чтобы не просочилась вода. Имейте в виду, если у вас нет достаточно практики в сварочных работах, то такой шов вы не сделаете самостоятельно – лучше пригласите профессионального сварщика.
После того, как обобьете окалину с цилиндра, можно заняться штуцерами для холодной и горячей воды. В данном случае следует поступать именно в такой очередности: сначала штуцеры, а потом крышки и труба, чтобы стружка и брызги расплавленного металла не оставались внутри емкости. В верхней и нижней части бака ступенчатым сверлом сделайте два отверстия на холодную и горячую воду под резьбовой фитинг, только сначала продумайте их место расположения, чтобы оно оказалось удобным для подключения. Переходные фитинги на подключение PPR-20 должны быть из нержавеющей или оцинкованной стали, как об этом уже упоминалось в перечне «Материалы и инструменты».
Теперь нужно аккуратно приварить обе крышки, но сначала проверьте, проходит ли сквозь них кусок трубы для вставки. Дело в том, что у этой трубы Ø 100 мм может оказаться не наружным, а внутренним размером, и тогда отверстия в крышках вам придется растачивать напильником. Это долго, но ничего лучше вы не придумаете, впрочем, можно также выполнить такую операцию при помощи корончатой фрезы, но для этого оба диска обязательно нужно зажать в тисках. Именно оба сразу, чтобы ускорить процесс, и вам останется только примерять при растачивании отверстия его проходимость с помощью трубы. Когда приварите крышки, вставьте в отверстия сотую трубу и тоже аккуратно обварите. Все, теплообменник готов к установке и эксплуатации.
Готовый теплообменник врежьте в вертикальную трубу, выходящую из топки, как можно ниже (насколько позволит конструкция печи и самой парилки), чтобы не растрачивать КПД от горячего дыма. На нижний и верхний резьбовой штуцер накрутите резьбовые паечные фитинги PPR-20. Далее можете приступать к разводке холодной и горячей воды. Обратите внимание, что полипропиленовая труба PPR-20 должна быть армирована алюминиевой фольгой или стеклотканью (PN-20), то есть, вдоль трубы вы сможете прочесть надписи PPR-20 PN-20. Эти трубы будут идти от бака с холодной водой, и отводить горячую воду. Ни в коем случае не используйте PPR-20 PN-10 или PPR-20 PN-16 без армирования – они могут прогнуться в горячей парилке.
Видео описание
Почему натрубный лучше всех; теплообменники для печи в бане: как они работают, 3 основных вида.
Заключение
Мы не станем рассматривать, как правильно сделать разводку холодной и горячей воды полипропиленовыми трубами, так как это тема для отдельной статьи, а наша цель – теплообменная емкость. Тем не менее, вам будет гораздо выгоднее установить баки для холодной и горячей воды в парилке (если, конечно, позволит ее площадь), чтобы тратить меньше тепловой энергии на нагрев (это ускорит процесс теплообмена).
Построить дом своими руками
Печное отопление с водяным контуром позволяет увеличить КПД печи, более равномерно распределять тепло по отапливаемому помещению и рациональнее расходовать топливо.
Такие печи (с водяным отоплением) позволяют совместить преимущества обычного печного и водяного отопления.
О их особенностях, преимуществах, недостатках, видах и о том, как их соорудить своими руками, вы можете узнать из этой статьи.
Особенности устройства печного отопления с водяным контуром
При обычном печном отоплении (отопительная или русская печь) тепло распространяется неравномерно – возле печи жарко, а чем дальше тем холоднее.
Водяное же отопление, с помощью теплообменника вмонтированного в топливник печи или дымоход, позволяет более рационально распределить тепло по всему помещению и увеличить КПД.
Кроме того, таким образом можно отапливать сразу несколько комнат или даже весь дом. Причем такая печь может быть не только отопительной, но и отопительно-варочной. Теплообменник водяного контура можно также установить в кухонной плите.
При использовании водяного контура печь превращается в разновидность твердотопливного котла, с той лишь разницей, что кроме нагревания теплоносителя, в этом случае, нагреваются еще и дымовые каналы и стенки печи, которые также участвуют в нагреве помещения.
Печное водяное отопление будет обеспечивать передачу тепла от теплообменника к радиаторам в период топки, а нагретая поверхность корпуса печи будет отдавать тепло и в остальное время.
Печи с водяным отоплением, в настоящее время, используют всё чаще, особенно в сельской местности, в районах, где нет газа и печное отопление используется традиционно или же для отопления загородных домов или дач.
При использовании такого вида отопления нет необходимости покупать дорогостоящие котлы промышленного изготовления. Это наиболее экономный вариант отопления дома с помощью твёрдого топлива. Но такое отопление имеет и свои минусы и их необходимо учесть, выбирая такой способ отопления дома.
Главными недостатками печи с водяным контуром можно считать то, что:
Возможны три варианта устройства печного отопления с водяным контуром:
В последних двух случаях необходимо будет приобрести или изготовить самостоятельно печной котел или теплообменник, который является обязательным элементом водяного контура.
Как соорудить такую печь своими руками
Можно ли соорудить печь с водяным контуром своими руками? Вполне, если вы имеете уже опыт печных работ или хотя бы кирпичной кладки. Первое, что необходимо перед этим сделать заготовить теплообменник или по другому — регистр, котел, змеевик.
Его можно приобрести готовым или изготовить самому из листового железа или труб, используя конструкции, которые предложены ниже.
Можно проявить фантазию и на основе этих регистров сделать свой вариант, который бы учитывал все особенности именно вашей печи или кухонной плиты (размеры топливника, размещение и т.д.).
Печные теплообменники (регистры или котлы)
Для того, чтобы устроить печное отопление с водяным контуром своими руками в топливнике печи устанавливают теплообменник (регистр, змеевик, котёл) и подсоединяют к нему систему водяного отопления.
Такие теплообменники могут быть различных конструкций и изготавливаются из труб или листовой стали толщиной 3-5 мм. Теплообменник должен быть таким, чтобы обеспечить максимальный нагрев теплоносителя (воды) и достаточно хорошую его циркуляцию.
Теплообменники, изготовленные из листовой стали проще изготовить и легче очищать от продуктов сгорания в процессе эксплуатации печи, но они имеют меньшую площадь нагрева, по сравнению с регистрами, изготовленными из труб.
Обычно такие теплообменники (регистры) изготовляются специалистами, которые специализируются на установке водяного отопления. Но имея навыки сварочных работ, вполне можно изготовить такой теплообменник и своими руками.
Можно также самому заготовить все необходимые элементы, а сварку поручить более опытному специалисту. Рассмотрим несколько возможных конструкций из труб и листового металла для печей разных видов.
Теплообменник (регистр) из труб
Ниже приведен один из возможных вариантов теплообменника. Такой теоблообменник целесообразно применять в отопительно-варочных печах и кухонных плитах, так как его конструкция позволяет установить над ним плиту для приготовления пищи.
Рис.1 Регистр (теплообменник) из труб.
Для упрощения процесса изготовления теплообменника (по другому: регистра или змеевика) в приведенную выше конструкцию можно ввести изменение: вместо верхней и нижней П-образных труб диаметром 50 мм можно использовать профильную трубу 40 х 60 мм.
Будет проще вырезать отверстия под вертикальные трубы и проводить сварочные работы. Вертикальные трубки можно оставить круглыми или заменить трубами прямоугольного профиля: 30-40х30-40 мм.
Можно из труб изготовить для отопительно-варочной печи с водяным контуром теплообменник несколько другой конструкции:
Если такой регистр устанавливать в отопительных печах, где нет необходимости устанавливать плиту для приготовления пищи целесообразно будет в верхнюю П- образную трубу приварить ещё и горизонтальные трубки диаметром 32-40 мм, для улучшения КПД теплообменника или изготовить конструкцию, которая показана на фото слева, из Г-образных изогнутых труб.
«Обратка» и выход нагретой воды могут быть с разных сторон, как на фото или же с одной — сзади.
Возможет также вариант вывода их на ту или иную сторону, в зависимости от конструкции самой печи и схемы разводки труб системы водяного отопления в доме.
Теплообменник из листовой стали
Такой теплообменник целесообразно применять в отопительных печах. Он может быть изготовлен из листовой стали толщиной 3 — 5 мм, отрезка трубы 50-60х40 мм прямоугольного профиля и отрезков труб диаметром 40-50 мм для подвода и отвода теплоносителя (воды). Длинна такого теплообменника может изменяться в зависимости от размеров топливника печи.
Рис.2 Теплообменник (печной котел) из листовой стали.
Для применения такой конструкции в отопительно-варочных печах или кухонных плитах необходимо конструкцию печи соорудить так, чтобы огонь и горячие газы проходили над верхней полкой регистра, обтекая его и входя в дымообороты в передней части топливника. Тогда над теплообменником можно тоже установить плиту для приготовления пищи.
Другой вариант использования такого регистра из листовой стали для отопительно-варочной печи или кухонной плиты — изготовление его без верхней полки, только с боковыми (так называемая «книжка»), которые в задней части вверху и внизу соединяются круглыми трубами диаметром 50 мм или прямоугольного профиля 60х40 мм.
Для улучшения циркуляции в передней части регистра вверху можно соединить боковые полки трубой диаметром 32-40 мм или трубой 40-60х40 мм.
Подводящий и отводящий патрубки, в зависимости от выбранной конструкции печи и её расположения по отношению к водяному контуру, могут быть расположены как сзади теплообменника (как в предыдущем варианте), так и сбоку (слева или справа, как показано на рис.3).
Рис.3 Теплообменник из листовой стали и труб.
В этом случае плиту для приготовления пищи можно будет устанавливать непосредственно над теплообменником.
Как уже упоминалось, печи с водяным отоплением могут быть как чисто отопительными так и отопительно-варочными. Теплообменник можно устанавливать даже в русской печи. Во всех случаях результат будет положительный — распределение тепла при отоплении комнаты или дома станет более равномерным, его КПД увеличится и появится возможность отапливать сразу несколько комнат.
Кладка печи
Возможны два варианта устройства печного отопления с водяным контуром:
В том и другом случае необходимо учесть, что внутренний размер водяной рубашки (теплообменника) должен быть не меньше 3 см иначе вода, особенно при не очень сильной естественной циркуляции, может закипать.
При использовании циркуляционного насоса в системе отопления толщина водяной рубашки может быть меньшей: 25-30 мм.
Толщина стенок теплообменника печного отопления с водяным контуром должна быть 3-5 мм. При меньшей толщине стенок они могут быстро прогорать и придется менять регистр, а для этого необходимо будет разбирать и печь. Кроме того минимальная толщина стенок зависит и от вида твёрдого топлива, которое будет использоваться: для дров она может быть меньшей, а для угля должна быть больше.
Рис.4 Вариант расположения регистра в топливнике: 1 — топливник печи; 2 — зольник (поддувальная камера); 3 — регистр (теплообменник) водяного отопления.
Для того, чтобы печной котел (теплообменник) эффективно нагревался и для компенсации теплового расширения металла при нагревании, необходимо оставлять зазор между ним и стенкой топливника 0,5-1,5 см. При использовании в качестве теплообменника конструкции из листовой стали достаточно будет зазора 0,5-1,0 см — для компенсации теплового расширения.
При использовании же теплообменника из труб желательно оставлять зазор 1-1,5 см для того, чтобы не только компенсировать тепловое расширение, но и для более эффективного нагревания регистра, а также возможности прочистки этого пространства.
Так как с временем пространство за регистром и между трубами может засоряться золой и эффективность работы теплообменника будет снижаться.
Поэтому, в отопительно-варочных печах и кухонных плитах с котлом водяного отопления необходимо предусмотреть возможность снятия плиты для регулярной тщательной очистки регистра. В отопительных печах такую очистку приходится производить через топочную дверку.
Необходимо отметить, что теплообменник (котел, регистр) можно устанавливать не только в топливнике, но и в дымооборотах или в колпаке безоборотных печей (рис.5).
Некоторые специалисты считают, что это даже предпочтительнее, так как, в этом случае, в топливнике создаются лучшие условия для полного сгорания топлива. К тому же, при таком варианте размещения теплообменника желательно, чтобы он был установлен на потоке горячих газов идущих сверху-вниз. В этом случае, горячие газы будут максимально отдавать свою тепловую энергию, поднимающейся снизу-вверх, воде, циркулирующей в регистре.
Рис.5. Расположение теплообменника в колпаке печи.
Установка регистра (теплообменника) в готовую печь
Для того, чтобы установить теплообменник (регистр, котёл) в готовую печь возможны два варианта.
В первом случае можно установить регистр (теплообменник) без разборки печи. Это может быть возможно в отопительно-варочных печах или кухонных плитах, варочная плита в которых установлена так, что её можно снять без разбора самой печи. Кроме снятия плиты необходимо будет в стенках топливника проделать отверстия для труб отопления идущих к регистру.
Во втором случае, необходимо будет разобрать верхнюю часть печи до пода топливника. Этот способ подходит для всех видов печей и используется наиболее часто. После установки регистра, печь восстанавливается в том же виде, как она была выложена до этого.
Можно, конечно при этом изменить направление и количество дымовых каналов, если в этом будет необходимость. Главное, чтобы не перестараться — печь должна иметь после восстановления достаточную тягу. Если до разборки она имела хорошие характеристики и вполне Вас устраивала, то лучше ничего не изменять – восстановить всё как было.
Эту работу вполне можно выполнить и своими руками. Для этого при разборке печи необходимо зарисовать порядовки – расположение кирпичей в каждом ряду, по которым легко можно будет восстановить верхнюю часть печи.
Кладку верхней части можно выполнить из того же кирпича, если он остался целым, с соблюдением основных правил кладки печей. Если же некоторые кирпичи разрушились при разборке их необходимо заменить, желательно, кирпичами такого же вида и качества.
Монтаж системы своими руками
Контур системы водяного отопления от печи изготавливается также как и от твердотопливного котла, разница лишь в том что обычно входное отверстие (обратка) теплообменника находится выше, чем у котла.
Это необходимо учесть при монтаже труб водяного контура системы отопления. Чаще всего такие системы делают двухтрубными с нижней или верхней разводкой.
Рис.6 Двухтрубная схема печного отопления с водяным контуром: 1 — теплообменник (регистр, котел); 2 — расширительный бак; 3 — коллектор разгона (при естественной циркуляции); 4 — духовой шкаф или водогрейный бак; 5 — подающая магистраль; 6,7 — запорная арматура; 8 — обратка; 9 — радиаторы; 10 — циркуляционный насос.
В верхней точке магистрали водяного отопление необходимо установить расширительный бак или же включить в систему гидроаккумулирующую емкость, для создания избыточного давление в системе. В этом случае в систему необходимо включить и блок безопасности с манометром, предохранительным клапаном и воздушным клапаном.
Виды циркуляции
При устройстве водяного печного отопления с естественной циркуляцией трубы отопления необходимо монтировать с максимально возможным уклоном (не менее 3-5 о ). Кроме этого, на подающей трубе, после выхода её из печи, желательно устроить «коллектор разгона»: труба поднимается сначала вертикально вверх на 1-1,5 м, а потом опускается наклонно вниз к радиаторам. Это позволить улучшить естественную циркуляцию теплоносителя.
Принудительная циркуляция позволяет увеличить КПД водяного отопления на 20-30 %.
Для этого в систему необходимо включить циркуляционный насос. Правда, устраивать печное водяное отопление только с принудительной циркуляцией нецелесообразно и даже опасно, так как при отключении электроэнергии насос перестанет работать и вода в системе закипит.
Поэтому лучшим вариантом для нашего случая будет устройство системы с комбинированной циркуляцией, при которой уклоны труб соблюдаются, как при естественной циркуляции, но параллельно устанавливается циркуляционный насос: при отсутствии электроэнергии такая система может работать с естественной циркуляцией, а при наличии электричества – с принудительной циркуляцией.
Для этого циркуляционный насос монтируется в контур водяного отопления печи с помощью байпаса — параллельно основной магистрали. Подробнее о комбинированной схеме…
Применение печи с водяным отоплением более эффективно, с точки зрения использования энергии топлива, чем использование простого твердотопливного котла, так как энергия сгоревшего топлива не только нагревает воду в системе отопления, но и дымовые каналы и стенки печи, которые потом отдают это тепло в помещение.
С таким же успехом можно устанавливать водяной контур и в кухонных плитах, совмещая процесс приготовления пищи с эффективным отоплением дома.