Устройство теплообменника для печи своими руками

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.

Следующими по популярности можно назвать прямоугольные или цилиндрические баки, внутри которых располагается труба или змеевик. Длина такого теплообменника зависит от параметров топливника печи.
Теплообменник, устанавливаемый на дымоход, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри него проходит труба, диаметр которой равен диаметру дымохода. Патрубки привариваются снизу. Может использоваться как для обогрева помещения, так и для нагрева воды.

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.

Какой полотенцесушитель лучше не выбирать — водяной или электрический.

Общеизвестно, что ванная комната является помещением с повышенной влажностью. И помимо ванны или душа, эту самую влажность очень здорово поддерживают мокрые вещи.

В первую очередь полотенца. Именно поэтому без дополнительного источника тепла в этом помещении никак не обойтись.

Не говоря уже о том, что такой источник тепла как полотенцесушитель:

во-первых – обеспечивает комфорт в санузле

во-вторых – эффективно предотвращает образование грибка и плесени

Кроме всего прочего, данный змеевик выполняет и эстетичную функцию. Встречаются такие модные формы, которые с легкостью украсят любую голую стену в ванной.

Не зря его называют дизайн-радиатор.

Распространено два основных вида полотенцесушителей:

Встречаются еще комбинированные, но они применяются очень редко и по большей части из-за своей стоимости не особо востребованы на нашем рынке.

Задачи у обоих моделей одинаковые:

прямое назначение – это сушка полотенец или другого белья

второстепенное — радиатор отопления небольшого помещения для создания комфортной температуры и уюта

Если у вас нет теплого пола в санузле, то не очень приятно зимой каждый раз перед приемом ванны, заносить туда тепловентилятор, дабы поднять температуру до приемлемой, и не покрываться гусиной кожей.

еще они помогают предотвратить запотевание зеркала и скапливание конденсата

Хороший полотенцесушитель должен справляться со всеми тремя вышеперечисленными задачами.

Самые первые модели были только водяного типа, поэтому сначала разберемся с ними.

Тепло в них излучается благодаря горячей воде, циркулирующей сквозь трубы. Не будет этого горячего источника – не будет тепла.

В домах старой постройки, эта вода бралась как правило с систем центрального отопления. Сегодня в основном используются трубы горячего водоснабжения.

Основная популярность данного типа змеевиков заключается в экономичности. Это единственное, за что ему можно поставить хоть какой-то плюсик.

Грубо говоря, за функционирование в режиме 24/7 вы дополнительно ничего не платите. А вот если подключите электрический, то здесь уже ваш счетчик посчитает каждый лишний киловатт.

Кроме этого сомнительного плюса, больше водяному обогревателю похвастаться то и нечем. Далее начинаются одни недостатки и ваши головные боли.

Во-первых, вы никак не можете регулировать у себя в квартире температуру воды горячего водоснабжения. Можете только закрыть краник или открыть.

А вот в электрических, уровень регулировки очень широкий. Все будет зависеть от выбранной вами модели.

Во-вторых, это привязка места расположения. Здесь вы очень часто ограничены одной стенкой и уровнем прохождения труб ГВС, а именно стояком горячей воды.

Поэтому не всегда получается их вписать в красивый дизайн именно так, как вам этого хотелось бы.

С другой стороны, электрический агрегат можно располагать в любом месте, где есть ближайшая розетка, с учетом конечно же мокрых зон и не ближе 60см от точки водозабора.

Третий недостаток – протечки. По статистике именно эти водяные сушилки в ванной комнате являются самой частой причиной затопления соседей снизу.

Где-то недостаточно было добавлено уплотнительного материала на резьбу или перекосило прокладку. Где-то недотянули гайку. Все это со временем приводит к небольшой протечке.

Причем места стыков обычно маскируются и закрываются фальшстенами, либо утапливаются в них. В итоге эту утечку вы даже и не заметите.

Вода будет постепенно накапливаться за плиткой и в один прекрасный момент вся эта красота просто отвалится от стены.

Вот посмотрите страшное видео, что реально происходит у соседей снизу, когда срывает трубу на водяном полотенцесушителе под давлением в несколько атмосфер.

Экономия на копеечных фитингах и мастерах, вылезает в итоге в многомесячный ремонт на миллионы. После этого люди моментально переходят на электрические альтернативы.

Здесь вступает в силу четвертый фактор — качество горячей воды. Если она слишком ”агрессивная” и в ней содержится большое количество химически активных компонентов, то через год или два, такая жидкость разъест тонкие стенки в местах резьбовых соединений.

Здесь поможет только каждодневный мониторинг, фильтрация на входе и своевременная покупка новых запчастей или целиком сушилки.

Пятый существенный недостаток – это перерывы в снабжении горячей водой. Минимум они происходят один раз в год, но на практике такое случается гораздо чаще.

Даже если у вас частный дом с газовым котлом отопления, то вам тем более нет смысла в водяном полотенцесушителе. Гонять летом котел из-за одного маленького змеевика, мало кто додумается. Дешевле приспособить под это дело бойлер.

Шестая проблема уже наоборот связана с не отключением воды. Если в летнюю жару горячую воду не отключают, а змеевик у вас имеет приличную площадь и подключен напрямую без вентилей, такая штука способна поднять температуру в маленьком санузле свыше 40 градусов!

Придется наоборот заматывать трубы и хоть как-то заткнуть этот лишний источник тепла.

В седьмых, периодические отключения воды помимо неудобств, приводят и к более серьезным последствиям. Металл из которого сделан полотенцесушитель, в зависимости от его температуры нагревается и сужается.

То же самое происходит и со всеми резьбовыми соединениями. И чем чаще у вас отключают горячую воду, тем быстрее ожидайте протечки.

А если у вас стыки металла с полипропиленом, то из-за разных коэффициентов расширения, вы увидите течь еще раньше.

Помимо этого, модели сложной формы имеют большое количество сварных швов. А они также являются потенциальным местом повреждения.

Но если несмотря на все эти недостатки и минусы, вы все равно намерены выбрать именно водяной тип, придерживайтесь двух главных правил:

устанавливайте змеевик самой простой формы

Как правило, это U-образные и М-образные модели.

У них полностью отсутствуют сварные швы, а вероятность протечки по крайней мере в этих местах, сведена к нулю.

А вот любимые многими лесенки, никак не назовешь цельными и 100% надежными. Особенно когда в них можно насчитать добрый десяток ступенек.

монтаж должен делать профессиональный опытный сантехник, а не универсал на все руки

Если у вас нет достаточного опыта в этом деле, лучше нанять грамотного мастера и заплатить за качественный монтаж. В противном случае за повторный ремонт своей плитки или квартиры соседей снизу, вы отдадите гораздо больше.

При покупке в магазине водяных змеевиков обращайте внимание на:

Из-за недостаточной толщины, резьба толком не нарезается, а имеет просто накатку. Дома у вас из-за этого будут проблемы с подключением и никакой уплотнитель не спасет.

Попытка самостоятельно нарезать резьбу глубже, приведет к появлению на внутренних стенках микротрещин. В дальнейшем при возможном гидроударе ждите в этом месте свища.

А вообще по строительным нормам, подобная сантехническая арматура в многоэтажках должна выдерживать порядка 6 атмосфер. Поэтому проверяйте чтобы все изделия проходили по данным техническим характеристикам.

Для частных домов с автономной системой отопления, где давление порядка 2-3 атмосфер, подойдут любые варианты.

Сам заход резьбы должен быть торцован. Иначе он будет не вдавливать, а прорезать уплотнительную прокладку.

Если М-образный полотенцесушитель развернуть вертикально, то серединка буквы “М” у него не должна быть намного короче ножек.

Иначе можно сказать, что производитель на вас сэкономил. Цена то может быть и меньше у такого товара (хотя не факт), но главное теряется полезная длина и площадь греющих труб.

А соответственно уменьшается теплоотдача.

Стандарт в ширине подобных изделий установлен в 50см. Хотя тут многое зависит от дизайна.

Современные электрические полотенцесушители являются весьма энергоэффективными приборами и потребляют 40-60Вт мощности.

Это даже меньше чем привычная лампочка накаливания. Не говоря уже об «обогревайках» в 200Вт или галогенках, на которых при желании можно собрать полноценную инфракрасную печку.

Правда такая малая мощность присуща минимальному режиму, который хорошо справляется только с сушкой полотенца.

В нижней части отдельных экземпляров встроен регулятор, которым ступенчато можно повышать нагрузку в несколько раз.

Например на среднем режиме при 60-80Вт, на трубках уже будет невозможно долго удерживать руку.

Между тем, огромные чуть ли не во всю стену агрегаты могут доходить и до 2квт.

Поэтому для стандартного санузла, экономичная модель до 100Вт будет хорошо справляться только с носками и бельем. Чудес от нее не ждите.

Для ощутимого прогрева, выбирайте модели мощностью до 600Вт, с возможность регулировки и уменьшения нагрузки.

При этом конечно никто не заставляет вас гонять сушилку 24 часа в сутки. Если зимой это вполне и рационально, то летом ее можно включать только после приема душа или ванной, дабы просушить комнату, белье и другие вещи.

Очень важный момент электрических моделей – правильное подключение к сети 220В. “Садиться” они должны только на линию с УЗО и обязательно заземляться. Заземление в большинстве моделей подключается там же, где и провода питания.

Это не портит внешний вид и дизайн, но в то же время обеспечивает защиту.

Именно поэтому проверяйте, чтобы вилка и розетка имели соответствующие заземляющие контакты.

Если даже стиральная машинка бьет током, то что говорить о металлической штуке, внутри которой проходит электрический кабель или тэн.

В случае пробоя изоляции и отсутствия нормальной дифф.защиты с заземляющим контуром, это будет потенциальный убийца, терпеливо выжидающий момент, когда же вы соизволите набросить на него мокрыми руками влажное полотенце.

Кстати, заземление труб является обязательным условием и для сантехнического девайса. Во-первых, оно помогает от коррозии. Во-вторых, водяной змеевик также как и кран с водой может ударить током, даже если утечка будет не у вас в квартире, а у соседей.

Подробнее об этом читайте в статье ниже.

Когда вы определились с типом полотенцесушителя, пора задуматься из какого материала он должен быть сделан.

Все водяные змеевики производят из следующих материалов: