Теплообменника для печи в гараж

Различные виды буржуйки

Конструкция печи достаточно примитивна. Она состоит из базовых элементов – емкости с дверцей, областью зольника и дымоходом.

Рекомендуется использовать емкость из чугуна или стали. Отличие чугунной конструкции в способности выдерживать любое топливо, но такой металл нельзя резко охлаждать.

Существуют различные идеи, как можно сделать буржуйку. Самые распространенные конструкции имеют следующие особенности:

Встроенная варочная поверхность;
Пиролизный тип печи;
Кожух для дополнительной теплоотдачи.

Так как основной тип изготовления печи является самодельная сборка, то каркас делают из различных металлических бочек, баллонов, ящиков. Существуют разные варианты, из чего можно сделать буржуйку своими руками.

Установка регистра

Сделать водяное отопление, использующее котел, сваренный из листовой стали, или змеевик из труб, можно своими руками при наличии навыков работы со сварочным аппаратом. При самостоятельном изготовлении нужно учитывать, что толщина листового металла или стенок труб должна быть не менее 3-5 мм. Нагрев такого змеевика будет происходить медленно по сравнению с тонкостенными устройствами, но срок службы его будет значительно дольше. Прогорание стенок из тонкого металла приведет к капитальному ремонту печи, в которой установлен нагревательный элемент.

В самостоятельно изготавливаемых конструкциях змеевиков может быть использована старая батарея (радиатор отопления) из чугуна. Для применения ее в качестве теплообменника требуется предварительная подготовка: радиатор нужно разобрать на секции, промыть изнутри от накипи и ржавчины соответствующими составами и проверить на наличие дефектов (течей). Исправные секции соединить вновь, используя в качестве уплотнителя между ними асбестовый шнур, пропитанный олифой. Подготовленный радиатор можно установить в топке кирпичной или металлической печи как сбоку, так и над пламенем. В последнем случае батарея должна быть расположена в горизонтальной плоскости.

Сварной теплообменник системы водяного отопления может иметь разную форму. В случае, если печь не планируется использовать для приготовления пищи, регистр или котел можно изготовить в виде П-образной конструкции из труб или листового металла. Так КПД самодельного котла можно увеличить за счет увеличения нагреваемых пламенем поверхностей. Для обеспечения возможности готовить на плите, расположенной над топкой, потребуется другая конструкция. В этом случае будут нагреваться емкости, расположенные на боковых поверхностях печи, и плита, расположенная так, как она обычно устанавливается в варочных конструкциях.

Размеры котла или регистра устанавливаются индивидуально. При установке теплообменника в печь с водяным отоплением нужно оставить зазор между ним и стенками для расширения при нагреве. Размер зазора не должен быть менее 1-1,5 см.

Инструкция по постройке печного отопления с водяным контуром

Роется яма.
Закладывается «подушка», состоящая из битого кирпича, щебенки и бута средних размеров. Ширина этого слоя равна примерно 20 см. Природные материалы утрамбовываются и заливаются цементным раствором.
Производится укладка кирпича. Он ложится в два ряда на цемент, а сверху застилается гидроизоляционным слоем из рубероида, пергамента и толи.
Возводится фундамент из кирпича на глиняном растворе.

Укладывается первый сплошной ряд. Во втором ряду начинает формироваться зольная камера, для которой устанавливается специальная дверца. Третий ряд повторяет предыдущий.
Формируется четвертый ряд. Он служит основанием для топливной камеры из огнеупорного кирпича, на нем предусматриваются пазы для установки колосниковой решетки.
Устанавливается П-образный котел, выполненный из стали. К нему приварены два патрубка – один сверху для подачи, другой снизу для обратки. Также в нем выполняется прямоугольное отверстие, через которое будут выходить разогретые газы.
Укладывается пятый ряда. В нем нужно предусмотреть каналы за боковой и задней стенкой котла. К ним устанавливаются две небольшие дверцы для прочистки от сажи.
Формируется шестой ряд, в котором предусмотрено отверстие между зазорами, выполненными в предыдущем ряду. Это подсосный канал для повышения тяги в отопительной печи. Здесь же осуществляется установка дверцы для топливной камеры.
Выкладывается стена. Нужно учесть, что вокруг дверцы, идущей в камеру сгорания, и над топливным котлом укладывается огнеупорный кирпич.
Устанавливаются чугунные плиты, на которых можно будет готовить пищу. На входе отопительно-варочнойкамеры прикрепляется металлический уголок.
Формируются камеры, а на задней поверхности выполняется канал, и устанавливаются дверцы.
Перекрываются металлической полоской фасад варочнойкамеры в 16 ряду. А затем она сама перекрывается укладкой кирпича на специально проложенные металлические полоски.
Устанавливается паро-вытяжная задвижка для вентиляции печи и формируется верхний газоход.
Укладывается 35 ряда, на котором начинается возведение дымоходной трубы.

Некоторые хотят использовать уже готовое устройство печи или камин, комбинируя с водяным контуром. В таком случае придется разбирать их почти до основания, чтобы установить регистр.

кран Маевского

Виды

Виды теплообменников разделяются по конструкции, месту расположения и по материалу изготовления. Для каждого конкретного случая можно подобрать совокупность этих видов.

Совмещая конструкцию и материал, правильно разместив можно неплохо поднять КПД кирпичной печи. Стоит рассмотреть как сделать теплообменник для печи без лишних затрат. Разбирая виды существующих конструкций можно подобрать самый оптимальный теплообменник для той или иной планировки.

Змеевик. Создается из трубы, свёрнутую в виде спирали, длинной несколько метров. Такой водяной теплообменник для печи, устанавливается в ёмкость с жидким теплоносителем. Концы трубы развальцовывают в стенки, позволяя теплоносителю циркулировать внутри, попутно нагревая воду в баке. При правильно рассчитанной длине змеевика, материала его изготовления, количества колец можно ускорить нагрев воды. Так же часть змеевика, остающаяся на воздухе, увеличивает скорость прогрева помещения.
Теплообменник с емкостью. Бак и труба теплообменника для печи, проведена непосредственно вблизи топочного отделения. Нужно строго соблюсти градус наклонов подводимых труб, для достижения естественной циркуляции. В некоторых случаях приходится ставить электрический насос для этих целей. В этом решении есть свои плюсы вода нагревается непосредственно пропускаясь через трубу, огибающую топку. Такое решение повышает скорость нагрева. Обычно используется для отопительного контура.
Трубная доска. Состоит из двух полностью герметичных ёмкостей и большого количества мелких труб. Основные трубы-ёмкости, расположены на разных частях, около топочного пространства и связаны трубами. В местах соединения происходит теплообмен. Такая конструкция используется в отоплении большого пространства, вплоть до многоэтажек

Эксплуатация такого теплообменника усложнена, поскольку приходится соблюдать меры предосторожности. Здесь важен химический состав воды, из-за образования накипи возможны прорывы стенок.
Водяная рубашка

Этот теплообменник сложнее всего создать своими руками. Его конструкция два герметичных резервуара, расположены один в другом. Эффективна и проста в эксплуатации теплообменник для печи из трубы. Позволяет быстро проистекать теплообмену, но сложна в изготовлении требует профессиональных навыков.

Что такое теплообменник для отопления частного дома?

Теплообменник — это устройство, которое передает тепло от генератора к теплоносителю. В частных домах обычно используются поверхностные приборы. Благодаря таким теплообменникам тепло передается непосредственно через стенки агрегата.

Установка в котле

Устройство дает максимальный КПД в газовых, электрических и других котлах, работающих на твердом топливе. Внутри отопительного прибора устанавливают трубы в форме змеевика. Когда в котле начинает гореть топливо, прибор нагревается. Благодаря этому теплоноситель циркулирует по всей системе, передавая тепло внутрь помещения, и приходит обратно в змеевик.

Фото 1. Стальной проточный теплообменник для котла модели Vitopend 100, производитель – «Viessmann».

Если в доме в качестве основного прибора отопления используется не котел, а печь, то применение теплообменника также актуально, если строение имеет большую площадь. Печь не отапливает коттедж из-за маленькой мощности. По этой причине внутри устройства устанавливают змеевик. Он нагревает теплоноситель до высокой температуры, и это тепло благодаря радиаторам распространяется по всему дому.

Несколько советов по безопасности

наливайте воду в емкость до разогрева печи;
в месте соединения труб используйте уплотнители с повышенной термостойкостью;
при изготовлении устройств теплообмена используйте антикоррозийные материалы;
зимой в систему отопления допустимо добавление антифриза;
трубы теплообменника крепите к стенам только подвижными соединениями, так как при нагреве трубы расширяются и, соответственно, могут измениться места их крепления;
размеры оборудования для теплообмена должны быть пропорциональны мощности печи и не забирать более 10% вырабатываемого ею тепла;
не забывайте периодически сливать воду из системы.

Что такое теплообменник и для чего он нужен

Теплообменник — это устройство, предназначенное для энергообмена между различными частями системы, по которой циркулирует теплоноситель. Установка теплообменника имеет несколько целей:

использование избытка тепловой энергии для нагрева воды в соединенных с отоплением контурах (например, в системе горячего водоснабжения);
теплоизоляция дымохода.

При обустройстве печного отопления монтаж теплообменника — рациональное решение. Подключив его к контуру системы горячего водоснабжения в доме (при условии, что печное отопление достаточную мощное), можно сэкономить на электричестве или твердом топливе, а также не устанавливать отдельный котел для работы ГВС.

Регистр воздушного типа

Основное назначение теплообменника – передавать энергию от продуктов горения в дымоходе теплоносителю, в качестве которого выступает вода или воздух. Установленные в дымоходах теплообменники (это относится к водяным модификациям) часто называют экономайзерами. Эти устройства собирают и передают в помещение тепло, которое просто уходит в атмосферу, благодаря чему вырабатываемая печью тепловая энергия используется по максимуму. Кроме обычной водопроводной воды иногда используют и другие жидкости – масло или «незамерзайку».

В связи с этим все устройства делят на две большие категории:

воздушные;
жидкостные (водяные).

Выбор того или иного вида зависит от нескольких факторов. Важнейшие из них – это конфигурация и материал дымохода, а также характеристики самого прибора.

Схема воздушного теплообменника. Он считается менее эффективным, чем жидкостный аналог, но имеет простую конструкцию, что делает его подходящим для самостоятельного изготовления

Некоторые перегородки (заслонки) не припаивают, а делают подвижными. С помощью задвигания/выдвигания металлических пластин можно регулировать силу тяги, тем самым снижая или увеличивая производительность обогревательного прибора.

Воздушные теплообменники называют конвекторами, та как в основе их работы лежит принцип конвекции. Холодный воздух из помещения попадает внутрь устройства, где от воздействия горячих дымовых газов повышается его температура. В нагретом состоянии он через другое отверстие движется дальше – обратно в помещение или в отопительную систему.

Самостоятельное изготовление

Если у владельца бани имеются навыки работы со сварочным оборудованием, изготовить теплообменник своими руками для него не составит труда. Понадобится запастись материалами и инструментами:

листовая нержавейка (ее толщина для емкости встроенного типа — 2-3 мм, для самоварной модели — 0,8-1 мм);
два патрубка из нержавейки диаметром ¾ дюйма;
сварочный инвертер с электродами;
болгарка с отрезным и шлифовальным дисками.

Процесс изготовления не представляет особой сложности:

вырезают верхнюю и нижнюю плоскости, а также боковые стенки. Проще всего сделать емкость квадратной формы, чтобы не перепутать размеры деталей;
сваривают коробку. Необходимо обеспечить цельный шов без пропусков или отверстий — это самый важный момент. Внешний вид швов не столь важен, но герметичность — обязательна;
прожигают два отверстия и вваривают в них патрубки для соединения с внешней емкостью. Требования к сварным швам прежние — герметичность и отсутствие отверстий.

Чугунный теплообменник

Мнение эксперта
Макаров Евгений Васильевич
Профессиональный печник и строитель бань под ключ

Остается лишь установить емкость в корпус печи (это делают в ходе постройки), после чего присоединяют выведенные наружу патрубки к трубам внешнего накопителя. Теплообменник готов.

Преимущества и недостатки использования буржуек

По аналогии с любыми другими приборами отопления, буржуйки также отличаются определенными плюсами и минусами в работе.

Из положительных свойств можно отметить следующее:

использование неограниченного ассортимента твердого топлива — дрова, опилки, уголь, щепа, брикеты, пеллеты, торф и т.д. В некоторых случаях в качестве топлива используют даже переработанное машинное масло;
возможность изготовления буржуйки своими руками (чертежи см. ниже) практически из подручных материалов;
компактный размер печи, что позволяет размещать даже в небольшом помещении;
нет необходимости монтажа дымохода, фундамента и площадки.

К отрицательным характеристикам относится:

необходимость защиты от выпадения из топки предметов сгорания – угольков, искр и т.п.;
сильный и быстрый нагрев стенок печи, что увеличивает риск травмы окружающих;
большой расход топлива – такую печь рационально использовать только для кратковременного обогрева.

Особенности эксплуатации

Существует ряд требований, которых обязательно нужно придерживаться при эксплуатации данного устройства, чтобы оно прослужило максимально долго, не нанося абсолютно никакого вреда.

Трубы теплообменника (при наличии таковых) нежелательно фиксировать на стенах помещения неподвижными крепежами ввиду высокой температуры и, как следствие, расширения металла.
Если необходимо уплотнить соединение трубопровода с теплообменником, то для этого можно использовать только тот материал, который выдерживает высокую температуру.
Не стоит заливать воду в уже разогревшуюся кирпичную печь с теплообменником.
Если производительность печи низкая, то устанавливать на нее габаритный теплообменник нежелательно, т. к. он будет отбирать у нее слишком много энергии.

Теплообменник: механика работы

Сгорание печного топлива обеспечивает температуру при вхождении в дымоход свыше 500 °С. Такие показатели излишни, потому что тягу дымоход поддерживает и при 300-400°С. Без вреда для печки часть тепла можно перенаправить на нагрев воды в системах отопления, водоснабжения или воздуха в помещениях. Функция теплообменника заключается в обеспечении передачи (обмена) тепла от газов в дымовой трубе воде или воздуху.

Существующие модели

Специалисты считают оптимальными 3 конструктивных решения по оборудованию теплообменника на дымоход:

змеевик,
цилиндр с теплоносителем вокруг трубы – «водная рубашка»,
переделка канала дымохода под ступенчатый лабиринт для замедления движения газов и повышения теплоотдачи.

Варианты №1 и №2 используют для подачи тепла для нагревания воды и в отопительные системы, №3 – для обогрева помещений.

Свойства разных типов теплообменников

Всем теплообменникам присущи особенности, незнание которых приведёт к дефектам системы теплообмена. Если мы передаём тепловую энергию воде, часто возникает эффект избыточного теплообмена. Приток холодной воды в теплообменник на трубе при разогретом дымоходе ведёт к забиванию канала гарью и образованию конденсата от отработанных газов.

Ещё одно не самое лучшее решение, которое быстро нарушит работу теплообменника – монтаж змеевика водоснабжающей трубы внутри самого дымохода. Нагар в дымоходе полбеды, главный риск – отравление угарным газом.

Для бесперебойной и безопасной работы системы теплообмена рекомендуется раз в полгода проводить профилактику – визуальный осмотр, чистку от гари и накипи, ремонт (в случае необходимости). Бережное отношение к теплообменнику позволит ему прослужить десятки лет.

Требования

Лучший материал для бака теплообменника – сталь «нержавейка», которая выдерживает высокие температуры и резкие перепады.
Теплообменник подбирается в соответствии с мощностью отопительного прибора. Нарушение данного правила приведет к потере КПД самой печи.
Теплообменник не монтируется на трубу «намертво» – конструкция должна легко сниматься для ремонта или очистки.
Теплоаккумулирующий бак необходим для теплообменников с «водной рубашкой» (водяным контуром), чтобы холодная вода не попадала в сам теплообменник.

Виды

Совмещая конструкцию и материал, правильно разместив – можно неплохо поднять КПД кирпичной печи. Стоит рассмотреть – как сделать теплообменник для печи без лишних затрат. Разбирая виды существующих конструкций можно подобрать самый оптимальный теплообменник для той или иной планировки.

Теплообменник с емкостью. Бак и труба теплообменника для печи, проведена непосредственно вблизи топочного отделения. Нужно строго соблюсти градус наклонов подводимых труб, для достижения естественной циркуляции. В некоторых случаях приходится ставить электрический насос для этих целей. В этом решении есть свои плюсы – вода нагревается непосредственно пропускаясь через трубу, огибающую топку. Такое решение повышает скорость нагрева. Обычно используется для отопительного контура.

Трубная доска. Состоит из двух полностью герметичных ёмкостей и большого количества мелких труб. Основные трубы-ёмкости, расположены на разных частях, около топочного пространства и связаны трубами. В местах соединения происходит теплообмен. Такая конструкция используется в отоплении большого пространства, вплоть до многоэтажек. Эксплуатация такого теплообменника усложнена, поскольку приходится соблюдать меры предосторожности. Здесь важен химический состав воды, из-за образования накипи возможны прорывы стенок.
Водяная рубашка. Этот теплообменник сложнее всего создать своими руками. Его конструкция – два герметичных резервуара, расположены один в другом. Эффективна и проста в эксплуатации – теплообменник для печи из трубы. Позволяет быстро проистекать теплообмену, но сложна в изготовлении – требует профессиональных навыков.

Способ монтажа змеевика

Монтировать теплообменник-змеевик можно на дымоход банной печки или буржуйки в гараже или сарае. Он будет служить для отопления или для нагрева воды.

Для работы потребуется:

алюминиевая или медная трубка длиной до 3 м;
2 штуцера 3/4″ и гибкий шланг для горячей воды;
котел с поплавковым краном для заполнения водой и клапаном для ее использования;
кран для слива теплоносителя из системы.

Технология монтажа системы выглядит так:

Первым шагом производится изгиб трубки, чтобы ее сечение осталось неизменным. Для медных труб менее 28 мм диаметра можно использовать трубогиб, не нагревая их. А вот стальные, алюминиевые и изделия с большим диаметром нуждаются в предварительном прогреве паяльной лампой.
Для сгиба можно воспользоваться сухим песком, заполнив им трубу и закрыв заглушками с обеих сторон. По образцу производят спиральный сгиб, после чего ссыпают песок и промывают трубу под напором воды.
В торцевых частях трубки нарезают резьбу для переходников под штуцеры, а затем подключают к системе.
Полученный змеевик монтируют на дымоход. Если припаять его оловом к трубе, теплоотдача будет лучше. Предварительно производят обезжиривание ортофосфорной кислотой.
Немного выше змеевика на опору или на стену вешают накопительный бак. Подключают его к теплообменнику гибкой подводкой и устанавливают кран внизу бака.

Печь на отработанном масле

Еще один прибор отопления, который не требует установки теплообменника – это печь, работающая на отходах. Наверное, этот вид печи самый экономичный и эффективный для отопления гаража.

Принцип работы основывается на методе пиролиза – в одной камере пары горящего масла вырабатывают горючий газ, поступающий во вторую камеру, где он выгорает полностью при высокой температуре. Из дымохода выходит дым, не содержащий вредных и токсичных примесей. Высокая теплоотдача такой печки позволяет обогревать довольно большую площадь.

Печь в гараж, работающая на отработанном масле.

На крышке верхней камеры можно греть воду, а при необходимости и готовить пищу.

К недостаткам прибора можно отнести нагар, образующийся при сгорании масла, придется часто чистить дымоход, иначе продукты горения могут попадать в помещение. Также эта печь особо пожароопасна из-за отверстий для доступа кислорода и сильного нагревания верхней камеры. При установке обогревателя этого вида нужно провести ряд мероприятий для защиты содержимого гаража от попадания искр и случайного возгорания.

Если выполнить все необходимые действия, то печь на отработанном масле будет работать долго и эффективно.

Негативные моменты

Наряду с пользой теплообменника на дымоходе, стоит отметить и ряд негативных факторов. Во-первых, из-за такой конструкции температура выходящих газов существенно снижается. Это может провоцировать излишнее накапливание сажи, образование конденсата и ухудшение тяги.

Немаловажный момент обустройства такой системы отопления – это просчитать, какой объем воды нужен для ее полноценного функционирования. Если ее будет мало, система может перегреться, вода в ней закипит, и трубы могут разорваться

Кроме того, важно обеспечить герметичность швов

В любом случае, обустройство теплообменника позволяет увеличить эффективность любой печи. В целях безопасности, как минимум, дважды в год следует проводить визуальную диагностику системы и ее обслуживание – чистку сажи, замену дефектных элементов и так далее. Тогда можно будет с уверенностью использовать теплообменник для отопления дома и нагрева воды в бане.

Источник

Выбор теплообменника для печи в гараж: виды, способы установки

Различные виды буржуйки

Установка регистра

Инструкция по постройке печного отопления с водяным контуром

Виды