Главная » Печь, баня, сауна

Водяной контур для печи своими руками




Теплообменники для печей с водяным контуром своими руками

Содержание

Для того, чтобы печь могла использоваться, как источник тепла для системы водяного отопления дома, в ней должен быть обязательно установлен теплообменник, в котором циркулирует жидкий теплоноситель, чаще всего вода. Его еще называют печной котел или регистр. В этой статье мы рассмотрим, как изготовить такой теплообменник для печи своими руками и каким он может быть, в зависимости от вида самой печи и материала, используемого для его изготовления.

Из чего можно изготовить печной теплообменник

Для того, чтобы изготовить теплообменник для печи своими руками можно использовать листовую «черную» сталь толщиной 3-5 мм или стальные трубы (круглые или профильные) с такой же толщиной стенок и диаметром 30-50 мм. Как вариант, для этой цели может использоваться лист или трубы из нержавеющей стали или меди. Но, из-за высокой их стоимости, эти материалы при самостоятельном изготовлении печных котлов используются крайне редко.

Из листового металла такие регистры изготовить проще. Их легче чистить при эксплуатации. Но, как правило, они имеют меньшую площадь контакта  с пламенем или горячими газами, так как в своем большинстве своем они являются сплошными и в теплообмене участвует только внутренняя их поверхность, обращенная к пламени.

Печные котлы из труб, при тех же габаритных размерах, как правило, имеют большую теплообменную площадь (хотя это зависит еще и от количества и от диаметра труб), так как позволяют пламени или горячим газам контактировать, практически, со всей их поверхностью. Но они более сложны в изготовлении. Особенно это касается конструкций, состоящих полностью из труб круглого сечения.

Если для изготовления теплообменника для печи с водяным контуром используются трубы, то лучше всего, если они будут бесшовными (цельнотянутыми). Если же используются шовные трубы, то швы придется дополнительно укреплять сварным швом и располагать с наружной стороны регистра (со стороны кирпичной кладки).

Очень часто при изготовлении печных котлов трубы и листовое железо комбинируют. Делается это для того, чтобы использовать их положительные качества: чтобы и изготавливать было проще, и теплообменная площадь была достаточной.

Каких видов могут быть самодельные печные теплообменники

Кроме, рассмотренных выше, конструкционных различий печных котлов, зависящих от выбранного материала для их изготовления, их конструкции могут отличаться и в зависимости от вида печи. для которой они собственно и предназначены. Такие печи могут быть отопительными или отопительно-варочными.

Конструкция теплообменника для отопительно-варочной печи отличается тем, что в верхней его части есть открытое пространство для доступа пламени к варочной плите. В регистрах же для отопительных печей верхняя часть, как правило, закрыта сплошным листом или рядами труб.

Форма и размеры печных котлов подбираются в соответствии с размерами и формой того места, где их предполагается установить (чаще всего это топливник печи), а также в зависимости от его необходимой тепловой мощности.

Конструкции котлов для отопительных печей с водяным контуром

Здесь мы рассмотрим три наиболее распространенные конструкции, выполненные отдельно из листового металла и труб, а также их комбинирования.

Теплообменник представляет собой сплошную П-образную конструкцию, сваренную из листового металла, предназначенную для расположения в топливнике отопительной печи. Теплообменной поверхностью являются его внутренние стенки.

Печной котел из труб. Холодная вода из системы подается через обратку#187 в нижнюю U-образную трубу основания теплообменника (диаметром 40-50 мм и с толщиной стенки 3-4 мм), постепенно нагреваясь, она по Г-образным вертикальным трубам (такого же сечения, как и U-образное основание или меньше) поднимается вверх и попадает в верхнюю трубу-коллектор, а из нее, уже нагретой, в систему отопления дома. Такой регистр является более эффективным, чем изготовленный из листовой стали, но и более сложным в изготовлении, так как придется делать множество стыков труб между собой и сваривать их.

Печной регистр для отопительной печи из труб

Боковые поверхности этого регистра изготавливаются из листового металла толщиной 3-5 мм и представляют собой сплошные панели толщиной 40-45 мм, а верхней части они соединены между собой рядом горизонтальных труб диаметром 40-50 мм.

Использование труб вместо сплошной поверхности (как в варианте 1) позволяет увеличить площадь соприкосновения с нагревающей средой, а использование листового металла для боковых панелей, упрощает процесс изготовления, что немаловажно если вы решите его сделать своими руками.

Печной котел из листового металла и труб для отопительной печи

Печные котлы (регистры) для отопительно-варочных печей

Теплообменники для отопительно-варочных печей могут также быть изготовлены, как из листового железа, так и труб (круглых или профильных), а также при их комбинировании. Рассмотрим несколько вариантов.

Теплообменник для отопительно-варочной печи или кухонной плиты в виде двух сплошных боковых панелей из листового металла («книжка»), соединенных между собой.

Печной котел из труб круглого и прямоугольного сечения: круглые (диаметром 40-50х4 мм) расположены горизонтально и соединены в конструкцию с помощью прямоугольных 50-60х40х4 мм. Такая комбинация разных видов труб облегчает изготовление котла. Размеры а, б, в и г рассчитываются, в зависимости от размеров топливника и необходимой мощности регистра.

Теплообменный регистр только из круглых труб. Представляет собой два горизонтальных контура, соединенных вертикальными трубами. Холодная вода из системы подается в нижний контур, а нагретая с верхнего контура подается обратно в систему отопления.

Регистр для отопительно-варочной печи из труб

Как подобрать или рассчитать размеры печного котла

После того, как вы выбрали вид теплообменника, необходимо определиться с его размерами. С одной стороны его габариты должны соответствовать размеру места, куда он будет установлен.

Чаще всего теплообменники помещают в топливник печи, но иногда в дымовых каналах или камере бесканальной печи. При этом необходимо учесть, что между кирпичной кладкой и регистром должен быть зазор 0,5-1 см, учитывающий тепловое расширение металла.

Кроме этого, необходимо знать требуемую мощность печного теплообменника.  Как ее определить?

Она зависит от тепловой мощности системы водяного отопления, необходимой для обогрева дома, которая в свою очередь зависит от теплоизоляционных свойств его наружных конструкций и максимальной отрицательной температуры наружного воздуха зимой. Упрощенно можно ориентироваться на средний показатель: 10-12 кВт на 100 м2 площади дома.

Как же вычислить необходимую площадь печного котла, для обеспечения такой тепловой мощности? В среднем, принято считать, что для обеспечения тепловой мощности 5-10 кВт необходимо около 1 м2 теплообменной поверхности котла. Величина этого показателя зависит от температуры горячих газов, соприкасающихся с теплообменником и температур воды (теплоносителя) на его выходе и входе,  что в свою очередь, в значительной степени зависит от режима топки и вида топлива.

Полную мощность теплообменника можно вычислить по формуле:

Где: Qуд – его удельная мощность, ккал/час

S – его полезная площадь (соприкосновения с нагревающей средой), м 2 .

Удельную мощность можно вычислить по формуле:

Qуд = k(T-t)S. где:

k =12 ккал/час на 1°С – коэффициент теплопередачи «газ-вода» через стальную поверхность

Т = (Tмакс+Tмин)/2 – средняя температура нагревающей среды (пламя, газы), °С

t = (tмакс+tмин)/2– средняя температура теплоносителя (вход+выход/2), °С.

Если печь будет работать периодически (около 2 часов) на дровах, то средние температуры среды и теплоносителя будут максимум: 500 и 70°С  соответственно и с 1 м 2 теплообменника в этом случае можно будет получить максимум 6 кВт тепловой мощности.

Если печь будет работать на угле и постоянно, то средние максимальные средние показатели среды и теплоносителя могут быть: 800 и 70 °С соответственно. В этом случае с 1 м2 площади печного котла можно будет снять около 10 кВт.

Если известна общая требуемая тепловая мощность котла и режим топки (а значит и удельная его мощность), то вполне можно определить, какую полезную площадь поверхности он должен иметь:

В зависимости от того из какого материала будет изготавливаться теплообменник, можно подсчитать, сколько потребуется труб или листового металла, чтобы обеспечить такую площадь соприкосновения с нагревающей средой. При этом в расчет берется только та поверхность, которая будет непосредственно контактировать с горячими газами или пламенем.

Например, если печной котел будет изготавливаться сплошным (только из листового металла), то в расчет следует принимать только внутреннюю его поверхность. Если же он будет изготавливаться из труб, то практически вся их поверхность будет участвовать в теплообмене (их длина х диаметр х 3,14). При комбинировании разных материалов, необходимо будет вычислять площадь соприкосновения с нагревающей средой каждого элемента отдельно, а потом суммировать.

Если необходимо увеличить тепловую мощность котла при тех же габаритных размерах, можно в его конструкцию добавить дополнительные элементы (например, трубы). Если же его мощность получается слишком большой, то можно уменьшить его длину. Другими словами: в каждом конкретном случае необходимо делать расчет и корректировку размеров регистра, привязывая их к размерам и конструкции самой печи, а также мощности системы водяного отопления дома, которую придется обеспечивать тепловой энергией.

Изготовление своими руками

После того, как подобран вид печного котла, материал и сделан расчет размеров можно приступать к его изготовлению своими руками. При этом необходимо обратить внимание на качество сварочных работ.  Оно должно быть на высоком уровне, так как данный агрегат будет эксплуатироваться в достаточно агрессивной среде, а для того чтобы выполнить его ремонт, скорее всего, придется разбирать печь или ее часть. Поэтому, если вы не уверены в своих способностях сварщика, то лучше эту работу поручить опытному специалисту, предварительно заготовив все необходимые элементы конструкции.

После выполнения сварочных работ необходимо заполнить регистр водой, проверить нет ли протечек и выполнить его опрессовку при давлении, превышающем рабочее в системе отопления, как минимум, в 2 раза.

Теплообменник для печи своими руками видео:

Стальная буржуйка с водяным контуром своими руками

Самодельная печь

С приближением холодного времени года многие владельцы дачных домиков начинают задумываться о том, чтобы утеплить свое жилище, независимо от того временное оно или постоянное. Добиться этого можно, применяя различные современные материалы, благодаря которым потери тепла сводятся к минимуму. Кроме того, при отсутствии центральной магистрали природного газа можно использовать альтернативные источники отопления, например, одним из таких устройств является буржуйка с водяным контуром, своими руками сделать которую можно, если приложить немного сил и умения.

Преимущества конструкции

Для того, чтобы принять решение о создании собственными руками буржуйки с водяным контуром, следует ознакомиться с факторами, говорящими в пользу подобной конструкции:

  • Высокая производительность – себестоимость такого нагревательного прибора будет существенно ниже иных устройств. А если использовать бросовый материал, то себестоимость изделия можно свести к минимуму.
  • Доступность топлива – печка такого типа может функционировать на угле, дровах, торфе и прочих растительных отходах
  • Отсутствие привязанности к электричеству – отопительная система работает по принципу естественной циркуляции теплоносителя, поэтому нет надобности в подаче электроэнергии.

Этапы изготовления

Приобретение буржуйки с водяным контуром – это довольно дорогостоящая покупка, так как подобный прибор недешевый и далеко не каждый может себе позволить такие затраты. Поэтому можно рассмотреть вариант ее изготовления своими руками.

Работы по изготовлению печки с водяным контуром проводятся в несколько этапов .

Выбор формы и составляющих

Данный этап является очень важным при создании печки своими руками, так как форма будущей конструкции определяется тем, из какого материала она будет выполнена. Например, если схема предусматривает буржуйку круглой формы, то для ее изготовления используется труба, либо старая металлическая бочка. Если же ваше изделие будет выполнено в форме прямоугольника или квадрата, то для его создания понадобится листовой металл толщиной не менее 5 мм. Кроме того, нельзя забывать о том, что в конструкции должны быть две зоны. Первая – это зона вывода продуктов горения, вторая – зона топки.

Изготовлена из бочки

Если же владелец планирует использовать дрова большого диаметра, то в зоне топки придется сделать отверстие, сечение которого будет не менее чем 40×40см. Если в качестве топлива планируется использовать мелкие кусочки древесины или уголь, то размеры топочного отверстия можно уменьшить в 2 раза.

Если вы планируете сделать отвод дыма из задней части топки, то следует в процессе монтажа предусмотреть будущий угол наклона дымохода, который должен составлять не менее 30 градусов. Это необходимо сделать для того, чтобы была обеспечена хорошая тяга. В противном случае дым не сможет быстро отводиться в трубу и станет поступать в отапливаемое помещение.

При необходимости можно будет повысить теплоемкость буржуйки, приделав по бокам печки несколько ребер. Для этого вам потребуется с двух боков буржуйки приварить несколько металлических пластин, толщиной до 5 мм, но приварить их потребуется перпендикулярно к плоскости стенки. Таким способом увеличивается греющая поверхность отопительного прибора, вследствие чего повышается его теплоотдача.

Некоторые же умельцы обкладывают конструкции кирпичами, так как кирпичная стенка позволяет дольше сохранить тепло буржуйки. И кроме этого кирпичные стенки повышают пожарную безопасность всего агрегата.

Выбор материала и подготовка инструмента

Конструкция из металла

Для того, чтобы изготовить корпус печки, следует взять трубу диаметром не менее 300 мм, с толщиной стен 5 мм. Также можно использовать листы металла такой же толщины. Чтобы организовать отвод дыма, потребуется иметь под рукой трубу диаметром не менее 120 мм и толщиной стенок 3 мм. Меньшая толщина дымоходной трубы объясняется тем, что температура отводимых топочных газов существенно ниже, чем в топочной камере, поэтому нет смысла тратить деньги на более мощные конструкции, которые и стоят дороже.

Чтобы было удобно эксплуатировать печку, следует позаботиться о ящике для сбора золы. Его потом придется поставить в поддувало. Это выполняется для того, чтобы вы выбирали золу не при помощи кочерги, а простым высыпанием ее из ящика.

Для того, чтобы своими руками сделать печку с водяным контуром, следует заранее подготовить некоторые инструменты. В первую очередь вам потребуется сварочный агрегат, с силой тока не меньше 200 А, а также молоток, металлическая щетка, болгарка с кругом, диаметр которого 125 мм, плоскогубцы и специальная одежда.

Раскройка материала и сборка буржуйки

Для того, чтобы начать раскрой материала, следует в первую очередь учесть толщину стенок будущей печки. Перед тем, как начать нарезку металла на Рассмотрим, как сварить печку из листового металла.

Вначале дно будущей печи соединяется с 3-мя ее стенками, без передней. При этом низ должен находиться на высоте не менее, чем 25–30 сантиметров, чтобы снизить вероятность нагрева пола. Впоследствии нужно будет сделать для печки ножки из металла и приварить их к основанию. Обязательное условие – это соединение всех элементов строго под прямым углом. Все стыки и детали выполняются сварочным аппаратом при помощи таврового шва.

Схема дымохода

В перегородке, приваренной между топкой и поддувалом печки, прорезается несколько продольных щелей для удаления золы. Как правило, это выполняется на расстоянии 5 сантиметров от стен буржуйки. Поддувальный проем должен быть размером на 3 сантиметра меньше, чем само пространство поддувала. После этого приваривается по периметру передняя часть конструкции, в которой предварительно сделаны проемы для дверок. Сбоку отверстий следует приварить навесы, на которые и установить дверки для топки и поддувала. Двери необходимо оборудовать засовами или задвижками.

После того, как сварка всех элементов буржуйки будет закончена, необходимо проверить все швы на выявление дефектов. Последним этапом будет приваривание верхней части печки и трубы дымохода.

Конструкция водяного контура

Основным элементом буржуйки с водяным контуром является теплообменник, который монтируется непосредственно в топке печи и затем подключается к системе отопления. Его конструкция может быть самой разной, она выполняется как из полых стальных труб, так и из листовой стали, толщина которой составляет 5 мм.

Водяной контур состоит из таких элементов:

  • Расширительный бак.
  • Трубы.
  • Теплообменник.
  • Радиаторы.

Схема печки с водяным контуром

Вода, которая нагревается в теплообменнике, поступает по трубам в радиаторы, а затем, остывая, вновь возвращается в теплообменник. Система водяного контура монтируется следующим образом:

Источники: http://v-teple.com/pechi/teploobmenniki-dlya-pechej-svoimi-rukami.html, http://gidotopleniya.ru/pechi-kaminy/burzhujka-s-vodjanym-konturom-svoimi-rukami-obzor-8384

Комментариев пока нет!
Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения