Змеевик для печи способы подключения, разновидности, принцип работы Видео

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.
Его подключают к прибору обогрева, затем он проводится по каждому помещению и тем самым обеспечивается идеальное и одинаковое прогревание всего строения.

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.

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.

Недостатки

Несмотря на множество плюсов, устройство нагревательного элемента на трубе дымохода имеет и недостатки. Один из них, наиболее важный — резкое снижение температуры дыма в месте установки теплообменника. Это может грозить ухудшением тяги и образованием конденсата, повышенным отложением сажи внутри трубы.

Кроме того, при подключении системы отопления, например, гаража нужно просчитать объем теплоносителя, чтобы избежать закипания воды и разрыва труб. Сварные швы должны быть полностью герметичными.

Любая конструкция теплообменника существенно увеличивает КПД печи. Для безотказной работы системы необходимо не реже двух раз в год проводить визуальный осмотр всех ее элементов, а при необходимости — своевременный ремонт, чистку от накипи, замену прокладок и другие необходимые работы по обслуживанию. В этом случае системы нагрева воды и отопления будут безотказно работать в течение долгого времени.

Плюсы и минусы печи

Обычная печка неравномерно распределяет тепло: непосредственно возле печки очень жарко, а чем дальше, тем становится холоднее. Наличие водяного контура позволяет теплу, которое вырабатывает печка, равномерно распределяться по всему дому.

Строительство отопительной печи с водяным контуром

Таким образом, только одна печка способна обогреть одновременно несколько помещений в доме. Печка работает почти также, как твердотопливный котёл. Только она не просто разогревает теплоноситель и водяной контур. Помимо этого происходит нагрев стенок и дымовых каналов, которым также отводится важная роль в отопительном процессе.

Теплообменник (змеевик) — основной элемент печки. Его устанавливают в топливную часть печки, и там к нему подключают всю систему водяного отопления.

К достоинствам печи с водяным контуром можно отнести следующие особенности:

• В первую очередь для такой печи не нужно приобретать дорогостоящие агрегаты и комплектующие.
• Правильно выстроенная печь прослужит вам длительный срок, не требуя дорогостоящего ремонта. Иногда, возможно, нужен будет лишь небольшой косметический.
• Печку можно создать любого дизайна: форма, размеры, декорирование — всё это на ваш вкус и финансовые возможности.
• Если сравнить печку, оборудованную водяным контуром и твердотопливный котёл, то с помощью первой происходит обогрев не только теплоносителя, но и дымовых отводов.
• Змеевиком можно оснастить уже построенную печку. Его можно вставить и в варочную печку.

Вариант печки, которая прекрасно вписывается в интерьер помещения
Недостатки у такого рода отопления тоже имеются.

• Когда теплообменник вставляют в топливную часть, драгоценное пространство последнего сильно уменьшается. Проблема решаема, если теплообменник встраивается в печь на этапе её строительства. Просто эту часть необходимо увеличить. Ну а если его вставляют в уже выстроенное сооружение, то другого выхода нет, кроме как неполного закладывания топлива, а частями.
• С такой печкой повышается пожароопасность. В печке и камине горит открытый огонь, плюс ко всему зачастую рядом хранятся запасные дрова. Не оставляйте без присмотра этот агрегат.
• Если печь будет эксплуатироваться неправильно, то попадание в помещения дома угарного газа может привести к весьма печальным последствиям.

Изображение, по которому становится понятно, что без присмотра агрегат лучше не оставлять
Специалисты советуют использовать в таких конструкциях незамерзающую жидкость, если в доме люди живут не постоянно, а, например, только в летний период времени.

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.

Последние объявления

• Котел газовый Protherm (Протерм) Медведь 20 кlom

  Новый в коробке, все запечатанно, чек гарантия от 1.09.19. Продаю так как не подошёл к нашей старой системе, а вернуть …

• Регион: Московская область

11.09.19

Объявления по темам:

• Котлы и оборудование для котельных
• Градирни
• Тепловые сети (все о трубопроводах)
• Материалы
• Водоподготовка
• Когенерация
• Автономное теплоснабжение
• Насосы, вентиляторы, дымососы
• Трубопроводная арматура
• Теплообменное оборудование
• Приборы учета
• КИПиА
• Оборудование для ремонта
• Отопительные приборы

Преимущества

Установка водяного контура в систему печного отопления позволяет повысить эффективность расходования топлива.

Энергия сгоревшего теплоносителя тратится на нагрев корпуса, дымовых каналов и стенок, а также обеспечивает высокую температуру циркулирующей по трубам воды.

Для владельцев недвижимости данный метод обеспечивает дополнительные преимущества:

• простота изготовления (кирпичные печи часто монтируются в жилых домах, и для качественного распределения энергии достаточно изготовить самодельный теплообменник, подключив его к отопительной системе здания);
• комбинированный обогрев за счет теплого воздуха из печи и горячей воды из батарей;
• разнообразие видов горючего (большинство котлов для отопления использует только один вид энергоносителя, который может быть дорогим и малоэффективным, а теплообменник кирпичной печи работает за счет любого твердого топлива);
• приятный внешний вид (проектирование загородного дома нередко происходит в национальном стиле, но монтаж теплообменных узлов не нарушает традиционного вида русской печи).

Конструкционные особенности

Если собственник здания имеет опыт кладки кирпича или печных работ, монтаж может быть произведен своими руками. Перед подключением водяной отопительной системы также понадобится изготовить теплообменный узел.

Несмотря на то, что строительный рынок предлагает большой выбор готовых конструкций, самостоятельное изготовление более выгодно. Собственноручная установка позволяет учесть все параметры данной конкретной печи, ее размещение и габариты топливного отсека.

Теплообменник из труб

Устройство системы печного отопления с водяным контуром подразумевает монтаж теплообменника в топливном отсеке печи и подключение к нему труб для подачи рабочей жидкости. Для отопительно-варочных печей и кухонных плит хорошо подойдут змеевики, сваренные из труб и размещенные в металлических емкостях. Их изготовление требует профессионализма, а очистка от продуктов горения достаточно трудоемка, но извилистая поверхность обеспечит быстрый нагрев.

Применяемые в конструкции 50-милиметровые трубы П-образной формы можно заменить отрезками профильных труб 40х60 мм. Это упростит работы по сварке и серьезно облегчит монтаж. Если печь не применяется для приготовления пищи, к верхней части теплообменного узла привариваются дополнительные трубки малого диаметра. Конструкция, улучшенная своими руками, будет отдавать намного больше тепла.

Теплообменник из листовой стали

Устройства такого типа применяются в печах, предназначенных исключительно для обогрева помещения. Для их изготовления понадобится листовой металл толщиной в полсантиметра, отрезки прямоугольных труб 40х60 мм, а также круглые трубки того же диаметра для подвода воды к рабочей поверхности. Габариты теплообменников зависят от размеров печных отсеков для топлива.

Подобная система отопления может быть применена для отопительно-варочной печи или простой кухонной плиты. Для этого конструкцию необходимо смонтировать так, чтобы нагретые газы из топливной камеры двигались в направлении верхней полки регистра, обтекали ее и входили в дымовые каналы.

Установка теплообменника на банную печь

Так как все перечисленные модели серьёзно отличаются между собой по способности противостоять перегреву, место для установки конкретной модели выбирается исходя из особенности устройства топки и материала, из которого изготовлен теплообменник.

Каркасные или регистровые системы, как правило, используются в кирпичных банных печах. Аппарат заделывается в верхнюю часть топки или в свод печи еще на этапе её постройки. При этом патрубки для подключения к баку выводят с тыльной или с боковых сторон печного корпуса.

Таким же способом устанавливаются плоские змеевики из меди и нержавейки. Они могут быть заделаны как в свод, так и в одну из вертикальных стенок топочной камеры в банной печи.

Витые медные змеевики традиционно устанавливают на верхний дымоход. Иногда змеевик располагают непосредственно под насадным центральным баком для горячей воды. В баке греется вода для обрызга каменки, а в медном теплообменнике нагревается вода для душа или моечного отделения.

Тарельчатые и коробчатые теплообменники устанавливается на одной из боковых стен в банной печи. Обычно их используют для стальных или чугунных печек. Для установки достаточно вырезать в стенке два отверстия. После чего на выходные патрубки одеваются распорные втулки, и теплообменник устанавливается внутри топки с помощью накидных гаек. Подобный тип теплообменника называют ещё сухим, так как вода при любых обстоятельствах не попадает внутрь топочной камеры.

Важно! Коробчатые и регистровые теплообменники устанавливают внутри банной печи так, чтобы уменьшить контакт поверхности металла с наиболее горячей частью фронта горения.

Теплообменник должен получать большую часть тепла внутри печи не за счет конвекции и обтекания раскаленными газами, а в виде инфракрасного излучения от стен и свода банной печи. Чтобы избежать перегрева, трубы теплообменного контура приходится экранировать листами из нержавеющей стали. В результате и ресурс повышается, и вода в теплообменнике нагревается более равномерно, без кипения и паровых фонтанов.

Схема подключения теплообменника для бани

Практически все модели теплообменных устройств работают по принципу самотека или естественной конвекции воды в полузамкнутой системе труб. Поэтому при разработке схемы установки аппарата отбора тепла необходимо придерживаться двух правил:

• Входной и выходной патрубки теплообменника должны располагаться на разных уровнях, расстояние по вертикали между нижней и верхней точками подвода воды должно быть не менее 20-25 см. Нижний патрубок используется для подвода холодной воды, верхний — для отвода кипятка;
• Подключение к патрубкам греющего контура банной печи необходимо выполнять только с помощью гибких соединений, а соединительные муфты обязательно уплотнять теплостойким силиконом.

Речь идет не о гибких резиновых шлангах в металлической оплетке, они для этих целей не подходят, даже если на этикетке присутствует маркировка «для горячей воды» или что-то подобное.

Важно! Из-за сильного теплового излучения, идущего от стенок банной печи, резина стареет и перегорает за считанные недели.

Опытные пользователи рекомендуют выполнять подключение бака к теплообменнику в бане с помощью гибких газовых шлангов из нержавейки.

Как подключить теплообменник к банному баку

Классической схемой установки считается выносной бак для бани с теплообменником. Это означает, что емкость с горячей водой для душа и уборки помещения располагается либо на ближайшей стене, либо за пределами парилки, поближе к душевой кабинке.

Важно обеспечить определенный перепад высоты между выходом из теплообменника банной печи и донной частью емкости с водой. Обычно эта величина выбирается в пределах 50-70 см

Для коробчатых и регистровых схем, плоских змеевиков бак находится на уровне 120 см над уровнем пола. Это удобно, можно зачерпнуть горячей воды через верхний люк.

Другое дело, если змеевик теплообменника для бани установлен на трубу дымохода. В этом случае бак придется поднимать на высоту 180-200 см, поэтому в днище или на выходе из контура устанавливать бронзовый кран для горячей воды.

Трубопроводы, ведущие от теплообменного контура печи к баку, обычно располагают под уклоном. Холодная магистраль от нижнего патрубка подводится к питающему баку под прямым углом, это обеспечивает максимальную величину гидростатического напора в контуре. Отходящая магистраль устанавливается под углом 25-30о. Делается это для отделения пузырей воздуха и пара, образовавшихся в потоке воды при нагреве.

На холодной магистрали обязательно делают колено и ставят сливной шаровый кран, с помощью которого можно легко слить воду из банного теплообменника.

Контроль сварных соединений и гибов

Внешнему осмотру и измерению подвергают каждое сварное соединение для выявления смещения кромок и излома в месте стыка (рис. 8). Под смещением b свариваемых кромок понимается параллельное смещение осей труб между собой. Излом k представляет собой отклонение в виде перекоса осей стыкуемых труб. Смещения кромок и излома стыка измеряют специальной линейкой длиной 400 мм с вырезом посередине, которую устанавливают плотно по образующей одной из труб вырезом в месте стыка, а отклонение определяют по другой трубе щупом на расстоянии 200 мм от оси стыка. Измерения проводят в 3 — 4 местах по окружности стыка.

Осмотром выявляют такие дефекты, как поджоги (подплавление) труб в местах контакта с губками и корпусом машины, наползание кромок, неполное удаление наружного грата.

а — смещение; б — излом;

Рисунок 8 — Отклонении свариваемых кромок труб

Для проверки качества сварных швов, а также приборов для автоматического контроля параметров процесса сварки проводят экспресс-испытания контрольных сварных соединений (образцов). Образцы получают перед началом каждой смены. Сварку разрешается выполнять только при наличии положительных результатов экспресс-испытаний контрольных образцов. Как правило, экспресс-образцы подвергают металлографическому исследованию.

Проверка механических свойств и металлографическое исследование сварных соединений проводятся на образцах, изготовленных из контрольных сварных соединений, или на образцах сварных соединений, вырезаемых из изготовляемого изделия. В случае вырезки из готовой продукции объем контрольных стыков должен быть не менее 1% (но не менее трех стыков) общего числа идентичных сварных соединений, выполняемых каждым сварщиком за одну смену.

Прогонкой шара сжатым воздухом проверяется полнота удаления внутреннего грата (или протека металла) — обеспечение заданного проходного сечения в сварных соединениях. При контроле сварных соединений на прямых трубах (плетях) применяется шар диаметром 0,86dв.ном, на змеевиках 0,8dв.ном труб. Уменьшение диаметра шара при контроле проходного сечения в змеевике вызвано овальностью труб в гибах. На свободный конец змеевика надевают шароуловитель, чем обеспечивается безопасное выполнение операции.

Контроль овальности гибов труб и змеевиков поверхностей-нагрева выборочный (не менее 10% гибов одного типоразмера). Максимальная овальность по всей длине гиба не должна превышать допускаемого значения. Измерение максимального и минимального наружного диаметров трубы в месте гиба производится в одном контрольном сечении.

Овальность сечения в местах гибов труб можно определить

где и — соответственно максимальный и минимальный наружный диаметр трубы в месте гиба, измеряемый в одном месте сечения, м.

Для поверхностей нагрева котла допустимая овальность

где R — радиус гиба трубы, м;

— наружный диаметр трубы, м.

Утонение стенки трубы в месте гиба на растянутой (внешней) стороне определяется ультразвуковым толщиномером выборочно. Рекомендуется обязательная проверка утонения при смене гибочного инструмента, наладке станка и приспособлений.

У труб диаметром до 60 мм, изогнутых без нагрева токи высокой частоты (ТВЧ), волнистость (гофры) на внутренней стороне гиба и выпучины на растянутой стороне не должны превышать 0,5 мм по высоте при минимальном шаге не менее трех высот.

Монтаж обогревательного устройства

Теплообменники для кирпичных печей могут быть сделаны своими руками из металла толщиной 2,5 мм. Основой конструкции станут две емкости – цилиндрическая верхняя и прямоугольная нижняя, связанные между собой с помощью труб. Сопряжение швов должно происходить с минимальным зазором, а диаметр труб – вычисляться, исходя из габаритов печи и площади обогреваемого помещения. После проверки точности расчетов и повторного измерения заготовок детали соединяются методом сварки.

Прочность готовой конструкции определяется после заваривания нижней трубы, заливки воды и соединения выходных отверстий с радиаторными емкостями. Когда монтаж завершен, необходимо заполнить систему сжатым воздухом, контролируя давление с помощью манометра. Качественно заваренные швы протекать не будут. В случае обнаружения протечек или других дефектов, проводится слив воды и герметизация проблемных мест. Важным параметром при монтаже станет общая длина труб – чем она меньше, тем лучше пройдет обогрев помещения.

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.

Где устанавливаются змеевиковые теплообменники

Метод теплообмена зависит от того, где устанавливается змеевик:

В котле стоят змеевики с оребрением.

В котле пламя нагревает воду в змеевике, а потом она расходится по всей системе, отдавая тепловую энергию в помещение конвективным методом через радиаторы отопления. Некоторые из них также относятся к категории змеевиковых теплообменников. Например, полотенцесушители и регистры отопления из круглой или профильной трубы.

Контакт с открытым пламенем накладывает некоторые требования к эксплуатационным качествам металла, который использовался в производстве. Акцент делается на надежности и долговечности. Поэтому чаще всего используют сталь и чугун. Последний считается самым лучшим вариантом.

В бойлере и теплоаккумуляторе приоритетное значение имеет скорость теплообмена и устойчивость к коррозии. В данном случае нет ничего лучше, чем медь. Главное, чтобы она не контактировала с алюминием. Между этими металлами происходит реакция, которая приводит к химической коррозии.

Способы изготовления змеевиков

Существует три основные схемы получения змеевиков поверхностей нагрева котла (рис. 7): поэлементная, плетьевая и способом последовательного наращивания. Независимо от способа технологический процесс изготовления змеевиков предусматривает: входной контроль труб; сортировку исходных труб по длинам; разработку схем раскроя труб на элементы; резку труб, торцовку и зачистку концов труб. Выбираем поэлементный способ.

Рисунок 7. Поэлементная схемы изготовления змеевиков

При поэлементном способе изготовления подготовленные прямые трубы сначала гнутся на станках с последующей плазировкой, затем гнутые элементы свариваются между собой в змеевик (рис. 7).

Недостатки печного отопления с водяным контуром

1. Потеря полезного пространства. Теплообменник, встраиваемый в топливник, значительно уменьшает его размер, потому при закладке топливника нужно учитывать этот фактор. Ну а если теплообменник встраивается в уже имеющуюся конструкцию единственным решением остается частая закладка топлива.
2. Повышенная пожароопасность. Так как печь или камин предполагают наличие открытого огня и запаса топлива неподалеку, то оставлять без присмотра такую печь надолго не рекомендуется.

Организовав печное отопление в доме, вы должны постоянно следить за пожарной безопасностью

Угарный газ. При неправильной эксплуатации в жилые помещения может проникать угарный газ, опасный для жизни человека.

Совет. Если отопление с водяным контуром обустраивается в загородном доме, в котором никто не живет регулярно, особенно зимой, то во избежание заморозки воды в контуре лучше использовать незамерзающую жидкость.

Источник тепловой энергии для системы

Часть системы, которая обеспечивает транспортную функцию, нас не интересует. Теория ее функционирования нужна для того, чтобы сделать отопление своими руками. В качестве источника, который бы нагревал воду, можно использовать газовый котел или электрический.

Камин в роли нагревателя для воды превращается в многофункциональное устройство. Он продолжает свою миссию по обеспечению внешнего убранства помещения и созданию уюта от возможности созерцать процесс горения, но чтобы прогреть все комнаты, используют камин с водяным отоплением.

Достаточно низкий показатель КПД, особенно у камина с открытой топкой, не позволяет надеяться на качественное отопление в период сильных морозов. Но для небольшого дома такой вариант вполне пригоден. Если обеспечить возможность подключения и отключения камина от системы отопления, то можно реализовать идеальный вариант.

Введенная в эксплуатацию печь

Идея заключается в том, что основной отопление берет на себя устройство, которое для этого предназначено. В нужный момент включается камин и дает дополнительную энергию. На дачах, когда хозяева уезжают на некоторое время, камин можно перекрыть, а оставить работать основной котел.

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.

Установка и подключение

Как смонтировать теплообменник показано на фото №1:

Фото №1 Подключение теплообменника

Фото №2 — необходимые уклоны и размеры

Пошаговая инструкция:

1. Определим подходящее место для выносной емкости. Ее вешают на стене, на 100-300 мм выше теплообменника.
2. Бак не стоит вешать сразу на стену бани. Сначала дюбелями крепим направляющие — 2-3 деревянных плашки. Затем, уже на них, вешаем бак. Зазор между стеной и емкостью должен быть не менее 20 мм.
3. Для укрепления конструкции используйте специальные кронштейны, закрепив их под дно емкости. Собирая емкость, не забудьте предусмотреть отверстия, через которые он будет крепиться.
4. Нам потребуется 4 патрубка: один — на прямую подачу, второй — на обратную подачу, третий — для заполнения холодной водой, четвертый — на потребителя. На третий патрубок поставьте обратный клапан, к четвертому — подключите кран и душ.
5. С помощью фитингов, подключите оставшиеся 2 патрубка (прямой и обратной подачи) к теплообменнику, используя хорошую медную или стальную гофрированную трубу. Не забудьте уплотнить все соединения.
6. На линии обратной подачи устанавливаем вентиль, чтобы слить жидкость. Установить его надо таким образом, чтобы он оказался в нижней точке.
7. Крепим низкий бак с теплообменником на стену печи. Как установить теплообменник на банную печь показано на фото №1, там же показаны и необходимые уклоны (фото №2). Он может быть встроенным. Работы нужно проводить с соблюдением техники безопасности.
8. С помощью фитингов, подключаем трубопроводы прямой и обратной подачи.

Печное отопление с водяным контуром своими руками поэтапное строительство

Сначала, прежде чем начать возводить печку, необходимо подготовить фундамент. Для этого необходимо выкопать котлован, глубина которого равна 150–200 миллиметрам. На дно слоями засыпать битый кирпич, щебёнку и бут. Затем всё залить цементным раствором. Фундамент должен возвышаться над полом на несколько сантиметров. На стяжку уложите гидроизоляционный материал.

Процесс строительства печи с водяным контуром

Основные особенности кладки кирпича

Печь необходимо строить из качественных материалов. Стены можно возводить из кирпичей с нормальным обжигом, а вот для топочной части приобретайте тугоплавкие кирпичи.

• Прежде чем начать кладку, кирпичи необходимо смочить. Для этого погрузите их на некоторое время в воду. Когда от них перестанут выходить пузырьки воздуха, можно начинать кладку.
• Все ряды и углы обязательно привязываются.
• Цементный раствор наносите сразу на весь рад. Его слой должен быть около 5 миллиметров. Освежайте раствор на торце прямо перед укладкой на него кирпича.
• Когда дойдёте до топочной части, не наносите глину мастерком. Делайте это руками.
• Каждые пять рядов аккуратно срезайте излишки цемента со швов и протирайте их влажной губкой.
• Стены печки должны быть вертикальными и горизонтальными. Используйте строительный уровень постоянно во время кладки, чтобы проверять это.

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.

Специфика применения

Стандартное печное отопление подразумевает неравномерное распределение тепловой энергии – чем дальше от источника, тем холоднее. После подключения радиаторов и заливки воды, печи выступают аналогами твердотопливных котлов, обеспечивая нагрев теплоносителя, дымовых каналов и стенок. Подобная система во время топки позволит передать тепло от змеевика к радиаторам, а после угасания топлива будет использовать энергию нагретых стенок печи.

При монтаже теплообменника стоит учитывать то, что его установка уменьшит полезный объем топливного отсека и горючее придется добавлять намного чаще. Ликвидировать данную проблему поможет правильная проектировка водяного контура и его соотношение с размерами отопительной камеры. Хорошей альтернативой станет устройство печи длительного горения.

В подобном апгрейде системы отопления есть свои нюансы. Та энергия, что выделяется при сгорании дров, станет нагревать теплообменный узел и размещенную в нем рабочую жидкость, но стенки печи при этом не изменят своей температуры.

Нагреву подвергнется верхняя часть корпуса с дымовыми каналами. Если здание применяется для временного проживания, включение печи будет проводиться нерегулярно, и может привести к замерзанию жидкости внутри труб. С целью предотвращения аварийных ситуаций рекомендуется заменять воду антифризом.

Принцип работы

Современные теплообменники могут отличаться друг от друга принципом подогрева воды, на основании чего их можно разделить на несколько типов:

• Змеевик, установленный внутри отопителя;
• Наружный теплообменник, выполненный в виде прямоугольного бака, нагрев которого обеспечивается за счёт контакта со стенками печи;
• Наружный водяной контур, высокую температуру нагрева которого поддерживают дымовые газы.

В продаже можно встретить и такие модели, в которых в конструкции уже установлен бак для воды из нержавейки. Однако теплообменник подобного типа работает так же, как и змеевик.

Змеевик

Первый тип воздушного теплообменника на дымоход — стальной змеевик, который установлен непосредственно в топливнике. Он имеет такое расположение, чтобы избежать прямого контакта трубы с пламенем. Иными словами, его устанавливают на некотором расстоянии от зоны самой высокой температуры. Лучше всего, когда этот элемент расположен на пути отходящих продуктов сжигания топлива. В этом случае можно будет не беспокоиться о возможном его прогорании, а это гарантия его длительной службы. У встроенного змеевика на выходе предусмотрены патрубки, которые позволяют подключить трубы, ведущие к выносной накопительной емкости.

Плюсом теплообменников этого типа является минимальное время нагрева воды. Однако эффективность их работы не впечатляет.

• Для нагрева используется тепло, забираемое у топки, а это приводит к уменьшению мощности отопителя. В результате увеличивается время отопления парной, а это увеличивает и расход топлива.
• Остается нерешенной главная проблема — раскаленные дымовые газы будут продолжать все так же, не принося никакой пользы, вылетать в трубу. Из-за этого КПД агрегата находится на довольно низком уровне, который не превышает 50%.

Правда, все вышесказанное не относится к кирпичным банным печам, оснащенным теплообменником и несколькими ходами движения дымовых газов, которые служат для поддержания комфортной температуры в предбаннике и моечной.

Наружный теплообменник

Другой разновидностью теплообменника на дымоход, которая позволяет передавать печное тепло воде, является наружный навесной бак из нержавеющей стали. Как правило, его устанавливают на одну из боковых стенок топливника, а нагрев обеспечивается за счет выделяемого ею инфракрасного излучения. Преимуществом этого варианта является простота установки, однако пользоваться таким теплообменником не очень удобно. Здесь проявляется недостаток, присущий первому типу теплообменника, заключающийся в прямолинейном отборе тепла, и вдобавок к этому в подвесной бак приходится постоянно добавлять холодной воды.

Показатели качества

Показатели качества служат для оценки эксплуатационных достоинств агрегата, главные из них: технический уровень, надежность и долговечность, конструктивно-эстетическая и эргономическая характеристики агрегата.

А. Технический уровень.

Различают абсолютный, относительный и перспективный технические уровни.

Абсолютный технический уровень изделия характеризуется его эксплуатационными показателями. Число их должно быть минимальным. Во избежание множественности и нечеткости в оценке абсолютного уровня необходимо ограничиваться только важнейшими из них — производительностью, к. п. д., непрерывностью процесса, степенью автоматизации.

Относительный технический уровень характеризует степень совершенства изделия при сопоставлении (по соответствующим показателям) абсолютного технического уровня его с уровнем лучших современных мировых — отечественных и зарубежных — образцов и моделей аналогичного назначения.

Перспективный технический уровень определяет намечаемые и планируемые тенденции в развитии данной отрасли в виде совокупности ее перспективных показателей.

Б. Долговечность и надежность.

Эти показатели являются наиболее важными из показателей качества.

Долговечность — свойство агрегата сохранять работоспособность с возможно меньшими перерывами для технического обслуживания и ремонтов до разрушения или до другого предельного состояния. Основными количественными показателями долговечности являются технический ресурс и срок службы.

Технический ресурс — суммарная наработка агрегата за период эксплуатации.

Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации агрегата до разрушения или до другого предельного состояния (например, до первого капитального ремонта). Срок службы лимитируется физическим и моральным износом агрегата.

Надежность — свойство агрегата, определяемое безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью агрегата. Количественные показатели надежности: наработка, вероятность безотказной работы, коэффициент готовности.

Наработка — продолжительность или объем работы агрегата, измеряемые числом циклов, количеством изготовленной продукции или другими единицами.

Вероятность безотказной работы — вероятность того, что при определенных режимах и условиях эксплуатации в пределах заданной продолжительности работы не возникает отказа. Коэффициент готовности — отношение наработки агрегата в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме этой наработки и времени, затраченного на отыскание и устранение отказов в тот же период эксплуатации.

В. Эргономика и техническая эстетика.

Создание современных теплообменных аппаратов, отвечающих лучшим образцам и мировым стандартам по качеству, удобству обслуживания и внешнему виду. Проектирование промышленного теплообменного аппарата должно базироваться на технических условиях и наряду с этим — на требованиях, выдвигаемых новыми научными дисциплинами — эргономикой и технической эстетикой.

Эргономика — научная дисциплина, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах с целью создания для него совершенных орудий и оптимальных условий труда. Техническая эстетика — научная дисциплина, предметом которой является область деятельности художника-конструктора. Целью художественного конструирования является (в тесной связи с техническим конструированием) создание промышленных объектов, наиболее полно удовлетворяющих запросам обслуживающего персонала, максимально соответствующих условиям эксплуатации, имеющих высокие эстетические качества, гармонирующих с окружающей средой и обстановкой.

Красивый внешний вид соответствует, как правило, рациональной и экономичной конструкции. Внешний вид изделия в большой мере зависит от его окраски. Цвет — важнейший фактор, не только определяющий эстетический уровень производства, но и влияющий па утомляемость работника, производительность труда и качество продукции.

Печные теплообменники

Схема обустройства змеевика

На схеме изображен один из вариантов змеевика. Такой тип обменника хорошо размещать в отопительно-варочных печах, потому как его строение легко позволяет разместить сверху плиту.

С целью уменьшения трудоемкости процесса изготовления можно внести немного изменений в данную конструкцию и заменить верхнюю и нижнюю П-образные трубы на профильную трубу. Кроме того, вертикальные трубы тоже заменяются на прямоугольные профили в случае необходимости.

Если змеевик подобной конструкции устанавливается в печах, где не будет варочной поверхности, то для увеличения КПД обменника целесообразно добавить несколько горизонтальных труб. Обработку и вывод воды можно делать с различных сторон, это зависит от конструкции печи и устройства водяного контура.

Как сделать винтовой змеевик

После того как вы сделали расчет змеевика теплообменника можно приступать непосредственно к изготовлению. Винтовую конструкцию сделать достаточно просто. Диаметр петли нужно подбирать исходя из размера бака, в который будет осуществляться монтаж. Нужно чтобы трубы не прикасались к корпусу.

На сегодняшний день самый дешевый утеплитель для стен — это минвата. При этом он является и одним из лучших вариантов.

Сделав сравнение характеристик утеплителей, становится очевидным превосходство полимеров.

Накручивать витки нужно на круглую болванку. Медь легко гнется, поэтому не нужен никакой дополнительный инструмент. Желательно соблюдать небольшой отступ между витками, чтобы теплоноситель контактировал с трубой со всех сторон. Это увеличит площадь теплообмена, что позволит достигнуть максимальной тепловой мощности, которую мы рассчитывали.

Экономические показатели

А. Теплогидродинамическое совершенство.

Мощность, затрачиваемая на прокачку теплоносителей в теплообменнике, определяет в значительной степени коэффициент теплопередачи, т. е. общую теплопроизводительность аппарата. Поэтому важным показателем совершенства теплообменного аппарата является степень использования мощности на прокачку теплоносителя для обеспечения требуемого теплообмена.

Теплогидродинамическое совершенство аппарата можно характеризовать отношением двух видов энергии: теплоты Q, переданной через поверхность теплообмена, и работы N, затраченной на преодоление гидродинамического сопротивления и выраженной в тех же единицах для всех потоков. Таким образом, меру использования затраченной работы на передачу теплоты можно выразить отношением

E = Q/N

Чем больше значение Е, тем при прочих равных условиях теплообменник или его поверхность теплообмена совершеннее с теплогидродинамической (энергетической) точки зрения. Энергетический коэффициент Е — величина безразмерная, поэтому числитель и знаменатель выражения E = Q/N можно относить к произвольной, но одной и той же единице, например к единице поверхности теплообмена (тепловой показатель), к единице массы поверхности теплообмена (массовый показатель) или к единице объема (объемный показатель). При сравнении аппаратов значение Е можно относить ко всей теплоте и ко всей затраченной работе либо к единице поверхности, массы или объема аппарата.

Анализ показывает, что при прочих равных условиях изменение скорости теплоносителя по-разному влияет на различные величины, характеризующие работу теплообменного аппарата: коэффициент теплопередачи изменяется пропорционально скорости (или расходу) в степени 0,6-0,8, гидродинамическое сопротивление —пропорционально скорости в степени 1,7-1,8, а мощность на прокачку теплоносителя — в степени 2,75.

С увеличением скорости теплоносителя мощность на его прокачку растет значительно быстрее, чем количество переданной теплоты, т. е. для определенного аппарата или определенной поверхности теплообмена значение энергетического коэффициента Е уменьшается с увеличением скорости теплоносителя. Поэтому абсолютное значение коэффициента Е не может служить мерой теплогидродинамического совершенства теплообменного аппарата, а полезно только при сопоставлении двух или нескольких аппаратов.

Б. Коэффициент полезного действия.

Тепловым показателем совершенства теплообменника является коэффициент его полезного действия (к. п. д.):
n=Q2/Q1
где Q1 — максимально возможное количество теплоты, которое может быть передано от горячего теплоносителя холодному в данных условиях; Q2 — количество теплоты, переданное от горячего теплоносителя холодному, или теплота, затраченная на технологический процесс.

Максимально возможное количество теплоты, или располагаемая теплота, зависит от начальных температур и водяных эквивалентов теплоносителей.

Общая информация про теплообменник труба в трубе

При помощи теплообменных аппаратов, или теплообменников, осуществляется обмен тепловой энергией между двумя веществами, использующимися в роли теплоносителя. Это приводит к нагреванию одного из них, и охлаждению другого. Исходя из этой способности одни теплообменники на тепловых трубах выполняют роль нагревателей, другие – холодильников.

Способ передачи тепла устройствами может быть:

• Поверхностным. Служит для разделения теплоносителя. В данном случае предусмотрена специальная стенка, хорошо проводящая тепло между двумя отделениями резервуара.
• Регенеративным. Процедура передачи тепла включает в себя два этапа, в процессе которых специальная насадка попеременно нагревается и охлаждается.
• Смесительным. Для теплообмена двух сред применяется их прямой контакт и перемешивание.

Как монтировать водяной контур

Монтаж происходит таким же образом, как и монтаж при любой другой системе отопления. Единственный момент, который нужно учитывать — «обратка» при печном отопление расположена выше.

Циркуляция теплоносителя бывает трех видов :

1. Естественная. Для естественной циркуляции монтаж труб нужно осуществлять под максимально допустимым уклоном. Кроме этого, в том месте где труба выходит из печи необходимо устроить «коллектор разгона»: для этого трубу направляют вертикально в высоту 1–1,5 м, а потом вниз к радиаторам по наклонной.

Принудительная. Этот вид циркуляции увеличивает КПД до 30%. В схему добавляется циркулярный насос, который и создает давление теплоносителя. Однако устраивать систему с одним только видом принудительной циркуляции нежелательно, ведь в случае перебоев с электроэнергией или выходом насоса из строя циркуляция воды не будет осуществляться, что приведет к закипанию теплоносителя в системе.

Комбинированная. Для данного вида циркуляции необходимо совместить монтаж труб с уклоном, как описано в первом пункте, с насосом. Насос в данном случае подключается в систему по параллельной магистрали, как указано на схеме 4. При такой комбинации насос будет работать при наличии электроэнергии, при ее отсутствии циркуляция будет осуществляться естественным путем.

Вывод

Установка теплообменника на банную печь не требует большого труда. Для этого достаточно использовать инструкции выше. Основной принцип — соблюдение уклонов. На фото №1 показан один из вариантов теплообменника для бани и его монтаж. В противном случае, с напором возникнут проблемы. При организации водяного подогрева, стоит придерживаться следующих правил:

1. Длина труб прямой и обратной подачи не должна превышать трех метров.
2. Выносной бак ставится на такой высоте, чтобы были соблюдены уклоны. Превышение должно составлять не менее 100 мм.
3. Трубы для теплообменника банной печи для нагрева воды должны быть из нержавейки или меди.
4. Нельзя допускать замерзания воды в системе, ее обязательно нужно сливать после каждого использования парной. Для этого предусматривается специальный вентиль. Также он служит для экстренного слива, если происходит авария.
5. Мощность следует подбирать с таким расчетом, чтобы прибор за 2 часа нагрел необходимое количество воды до +70С. Жидкость в системе не должна закипать. Накипь быстро выводит прибор из строя.
6. Диаметр трубопроводов не должен быть менее 24 мм.

Соблюдая эти нехитрые правила, вы всегда будете с горячей водой и сэкономите деньги на установку электрического бойлера.