Водяной теплообменник для кирпичной печи. Изготовление, замуровывание в кладку

Моё отопление в деревенском доме – кирпичная теплоемкая дровяная печь. Это дёшево, многофункционально, экологично (дровишки — один из немногих восполнимых энергоресурсов, что приятно). Печь отопительно-варочная, со встроенной духовкой и камином сзади. Отопительная печь имеет более высокий КПД — лучше сжигает дровишки и использует тепло, но комбинированная с варочным настилом позволяет при топке (обычно, два раза в сутки, утром, вечером) еще и готовить. Это очень удобно, и здорово экономит баллонный газ (дорого и далеко тащить). Словом, всем хорошо, но и так невеликих размеров плита — чугунный варочный настил с конфорками, наполовину занят баком с водой.

Тяжелый (более 50 л воды плюс сама железка) бак, кроме прочего, опирается на не самую прочную часть заделки плиты и предположительно, способствует ее деформации и разрушению. Словом, не место ему там, хотя горячая вода нужна.

Родилось логичное, хотя и несколько хлопотное решение – изготовить и замуровать в печь небольшой металлический теплообменник и соединить его трубами со стоящим на крышке печи баком. Это мощная кирпичная кладка и вес бака для нее – тьфу! И не заметен вовсе. Освободится для готовки плита, никто не будет ее раскаленную корежить своим весом, да и вообще, железный ящик уберется из полезного рабочего пространства. Единственный момент – ведром наливать холодную воду, в бак под потолком, как прежде уже не выйдет. Для этого будет применен небольшой электрический насосик.

Теплообменник сварен из прямоугольной «черной» стальной трубы 40х20 мм. Некогда, такую конструкцию сделал для предполагаемой банной печи, но проект изменился и железка валялась без дела. Ждала своего часа. Здесь она использована как заготовка. Полуфабрикат.

В печи подобрано подходящее для теплообменника место. Здесь, стоит сказать, что частый случай размещения водяных теплообменников непосредственно в топке печи – грубая ошибка. Собственно, понятно – хочется, чтобы грело погорячее, вот и сунуть его прямо в огонь. Практика, однако, говорит иное. Наиболее выгоден в кирпичной печи высокотемпературный режим горения. При этом максимально догорает органика, дальше по ходу топочных газов выгорает сажа, её в принципе образуется значительно меньше. Такой режим горения принимается при проектировании печи и учитывается в конструкции. Это и небольшая утепленная топка для быстрого нагрева, и огнеупорная футеровка и некоторые другие особенности. Понятно, что размещение теплообменников, интенсивно отбирающих тепло прямо в топке, не дает развиться высоким температурам и со значительным КПД сжигать топливо. Отсюда и засаживание печи, и характерный неприятный запах в помещении, и большой расход дровишек.

Разумно размещать теплообменник за топкой, в специально спроектированных полостях или даже каналах конвекционной системы уже существующей печи. Очень удобны в этом смысле колпаковые печи. Моя имеет два яруса таких полостей-колпаков и один из них на первом этаже подошел чудо как хорошо. Расположена полость над и сзади топки, раскаленные топочные газы выпускаются в нее через щель. Выходные патрубки теплообменника при этом удобно расположены в помещении, соединение с внешним баком будет максимально коротким.

Что понадобилось для работы.

Для работы с железками — набор слесарного инструмента, набор инструментов для сварочных работ, расходные и вспомогательные материалы, средства защиты.
Для работ кирпичных – инструмент для резки кирпича, емкости, сита, материалы, инструменты для приготовления кладочного раствора; емкость для вымачивания кирпича, сопутствующие мелочи.

От имеющегося теплообменника отрезана часть. Коротенькие коллекторы с двумя параллельными ветвями. Размеры его преотлично подходили для выбранного для установки места в печи.

Колпаки в печи плоские, шириной в полкирпича. Ширина моего теплообменника как раз позволяет хорошо расположить его внутри, не опираясь и не прикасаясь к внутренним стенкам. При этом топочные газы будут омывать железку со всех сторон, отдавая тепло.

Входные патрубки теплообменника из отрезков стандартной водопроводной трубы ¾ дюйма, на их концах приварены коротенькие части с резьбой (продаются). Выводы теплообменника – вбок.

Итак, отрезанную заготовку заглушил. Подобрал две пластинки – обрезки полосы, приварил, обрезал лишнее.

В соответствующих местах железку зачистил и разметил места для входных патрубков. Отверстия большого диаметра сделал хрестоматийно – накернил и просверлил изнутри по кругу ряд некрупных отверстий, удалил перемычки, волшебным напильником довел отверстие до желаемой формы.

Патрубки применил уже готовые, с приваренной резьбой, от старого большого теплообменника-донора. Отрезал, уточнил длину, подогнал торцы. Последнее — для некоторой разогнутости патрубков вверх и вниз при штатной установке в печи. Это позволит всплывать пузырям воздуха через верхний и полностью сливаться воде через нижний.

Основная часть теплообменника готова. Для проверки на герметичность заглушил один из патрубков стандартной заглушкой с лентой ФУМ и погрузив железку в корыто с водой щеками надул воздух. Пара обнаруженных некрупных свищей разделана и заварена.

Теплообменник держится на замурованных в кладку патрубках. Дополнительные пластины-упоры позволяют точно и надежно зафиксировать железку в выбранном положении.

Первая внутренняя пластина-упор может быть неказистой и упрощенной. Здесь, применил нетонкие пластины – куски стандартной полосы с выпиленными болгаркой посадочными местами для патрубков.

Выбор положения внутренней пластины на патрубке теплообменника, где: 1 – ширина колпака печи; 2 – отступ железки от внутренней стенки печи.

Выбором положения внутренней пластины-упора определяется положение теплообменника в полости колпака. Оно выбрано так, чтобы железка располагалась примерно в середине колпака, нигде не соприкасаясь с внутренними стенками. При этом максимально задействована полезная площадь теплообменника, газы омывают железку равномерно.

Для правильного и одинакового положения пластин на неровных (разогнутых вверх-вниз) патрубках, на время их монтажа соорудил простейшую оснастку.

Пластины наружные должны выглядеть культурно, половинками не отделаешься. Для них подобрал обрезки нетолстой листовой стали

1 мм толщиной. Вырезал квадратики, разметил центр и внутреннее отверстие. Его оказалось очень удобно, аккуратно и быстро выпилить ювелирным лобзиком.

Для монтажа внешней пластины использовал обломок кирпича – имитация стенки печи.

Внешние части теплообменника не поленился зачистить, обезжирить и покрасить – два слоя некоей термостойкой эмали для радиаторов.

Монтаж готового теплообменника в печи.

Место установки выбрано заранее, сейчас только уточнил положение по месту и отметил кирпичи подлежащие удалению.

При нормальной толщине шва (

5 мм) и отсутствии металлического армирования, работа хоть и не самая приятная, но особенных трудностей не вызывает. Ускоряет и облегчает процесс, смачивание глиняно-песчаного кладочного раствора водой. Из пулевизатора. Действовал так. Швы вокруг кирпичей попшикал не допуская потёков, подождал пока вода впитается, еще разок и еще. Влажную кладочную смесь выскреб плоской железкой, снова смочил. В качестве инструмента – кусок станочной пилы по металлу со сточенными зубьями. Работает долго и без видимых изменений. Инструменты вроде шпателя-ножа-отвертки моментально стачиваются до неузнаваемости.

Любые железки замуровываем в печную кладку, учитывая их большее, нежели у кирпичей тепловое расширение – через упругую огнеупорную прокладку. Здесь, это несколько слоев накрученного на патрубки асбестового шнура вымоченного в жидкой глине.

Свежая печная кладка отмыта и высушена частыми протопками некрупными палочками.

Змеевик для печного отопления

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

Выбор материала для предстоящей работы

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

Наиболее популярными видами труб для этих целей являются:

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

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

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

Конструктивные элементы оборудования

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

Разновидности подключения:

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

Обоснованный выбор конструкции

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

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

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

Правила конструирования и монтажа

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

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

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

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

Основные нюансы работы и использования

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

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