Механизм функционирования
Металлическая печка, размещенная в доме, гараже или бане, в обязательном порядке оснащается дымоходом для вывода угарных газов и организации тяги. Эта труба в процессе протапливания печи может достигать очень высоких температур, порядка 200-500 ℃, что небезопасно для находящихся в помещении людей.
Если установить теплообменник на дымовую трубу, то можно существенно увеличить КПД печи, а также обезопасить себя от прямого контакта с горячей поверхностью. В установленном на дымоходе баке или змеевике теплоносителем будет выступать вода, однако, можно монтировать и воздушный теплообменник на трубу дымохода. Благодаря прямому контакту дымовой трубы с теплоносителем, их температурные показатели уравновешиваются, то есть вода или воздух постепенно нагреваются, а стенки трубы остывают.
По мере повышения температуры воды внутри регистра на трубу, она поднимается вверх, где попадает через специальный штуцер в водяной бак. Посредством входного штуцера, расположенного в нижней части теплообменника, в него попадает холодная вода, замещая теплую. Такая циркуляция продолжается постоянно, при этом вода может нагреться до очень высоких значений.
Теплообменник своими руками
Теплообменником можно назвать устройство, не имеющее собственного источника нагрева, но позволяющее извлекать тепло из внешних обогревателей. При необходимости можно сделать теплообменник самостоятельно. Однако сначала следует определиться, какой именно вид конструкции вам необходим.
Как сделать теплообменник своими руками?
Наиболее простым в изготовлении является змеевик. Для его устройства лучше всего подойдет медная трубка. Она легко гнется и обладает высокой теплоотдачей. Возьмите необходимый отрезок трубки и аккуратно согните ее в спираль, поместите ее в бак или бочку. Затем выведите концы наружу и закрепите. К окончаниям трубки при помощи обжимных соединений присоедините резьбовой фитинг. В результате у вас получится теплообменник – змеевик. В качестве альтернативы медной трубки можно использовать и другие легкогнущиеся трубки. Это может быть металлопласт или алюминий.
Другой разновидностью теплообменника является так называемая водяная рубашка. Наибольшее распространение такой вид теплообменников имеет в небольших котлах систем отопления и представляет собой герметичную емкость, установленную внутри котла и позволяющую нагревать воду от циркулирующей жидкости в системе отопления дома. Недостатком такого вида теплообменника является невысокая пропускная способность и зависимость от температуры в системе.
Более сложным для самостоятельного изготовления, но и более эффективным теплообменником является конструкция под названием трубная доска. Для самостоятельного изготовления потребуется несколько вальцовочных соединений. Состоит такой тип теплообменника из трех и более герметичных емкостей, соединенных трубами. Находящиеся по разным концам емкости соединены развальцованными на концах трубами. Циркуляция жидкости межу ними дает необходимый теплообмен в средней части конструкции.
Если желание сделать теплообменник самостоятельно, не делая больших затрат, в качестве основного материала можно использовать автомобильные радиаторы, радиаторы отопления или газовые колонки.
Особое внимание на устройство теплообменника стоит обратить владельцам дач или небольших коттеджей, находящихся за городом и не имеющих возможности пользования природным газом. Устройство небольшой каменной печи снабженной теплообменником, позволит наслаждаться теплом и уютом во всех помещениях. Для этого потребуется вмонтировать в печь две емкости, соединенные между собой несколькими трубами
Одна емкость должна быть прямоугольной и располагаться в низу, а другая цилиндрической, наверху. Для необходимой циркуляции трубы системы отопления требуется закольцевать в закрытый контур, чтобы выход горячей воды был из верхней цилиндрической емкости, а вход остывшей в нижний прямоугольный. Подчиняясь неизбежным законам физики, горячая вода будет подниматься вверх, обеспечивая необходимую циркуляцию жидкости по всем помещениям. При такой конструкции необходимо в верхней точке контура установить расширительный бачек, с помощью которого будет поддерживаться уровень жидкости в системе, и устраняться воздушные пробки. Стоит заметить, что принцип теплообмена может служить не только для нагрева, но и для охлаждения жидкости
Для этого потребуется вмонтировать в печь две емкости, соединенные между собой несколькими трубами. Одна емкость должна быть прямоугольной и располагаться в низу, а другая цилиндрической, наверху. Для необходимой циркуляции трубы системы отопления требуется закольцевать в закрытый контур, чтобы выход горячей воды был из верхней цилиндрической емкости, а вход остывшей в нижний прямоугольный. Подчиняясь неизбежным законам физики, горячая вода будет подниматься вверх, обеспечивая необходимую циркуляцию жидкости по всем помещениям. При такой конструкции необходимо в верхней точке контура установить расширительный бачек, с помощью которого будет поддерживаться уровень жидкости в системе, и устраняться воздушные пробки. Стоит заметить, что принцип теплообмена может служить не только для нагрева, но и для охлаждения жидкости.
Монтаж трубопроводов
Мы уже упоминали, что для трубопроводов лучше использовать трубы диаметром 3/4″, такой диаметр наиболее часто используется во всех отопительных системах и подходит по всем показателям для теплообменника бани.
Труба диаметром 3/4″
Трубы могут быть металлическими или пластиковыми. Можно пользоваться и гибкими гофрированными шлангами, но нужно иметь в виду, что у них значительно меньше диаметр условного прохода, а это негативно сказывается на скорости водяного потока.
Дадим несколько советов по монтажу трубопроводов.
Старайтесь максимально сокращать длину трубопроводов, не делайте много поворотов и изгибов трубы. Ваша задача – создать наиболее благоприятные условия для циркуляции воды.
При использовании пластиковых труб не допускайте их перегрева в местах соединения с теплообменниками. Наличие внутри воды не допустит их полного прорыва из-за потери прочности, вызванного нагревом, но деформации возможны.
Не забывайте в самом низком месте поставить сливной кран. Если баня длительное время не используется, то в зимний период нужно спускать всю воду из системы.
- Во время соединения трубопроводов предусматривайте возможность их демонтажа для выполнения ремонтных или регламентных технических работ.
- Старайтесь, чтобы длина горизонтальных участков трубопровода была минимальной. Все такие участки монтируйте под углом не менее 10°. Такие мероприятия положительно сказываются на скорости потока воды.
Особенности выбора материала труб
До недавнего времени традиционным материалом для создания трубопровода отопительной системы считался металл. Однако сварные конструкции из стали подвержены воздействию коррозии, поэтому их заменяют оцинкованными или нержавеющими трубами. Максимально надежными считаются медные трубы, которые способны работать при существенных перепадах давления. Однако у всех этих материалов один существенный недостаток: значительная стоимость.
Современные трубы из металлопластика являются отличным аналогом металлическим изделиям. Материал не ржавеет, обладает достаточной прочностью и прост при монтаже. Повреждение таких труб возможно только в случае значительных перепадов температур.
Как сделать отопление дачи самостоятельно
Когда правильный выбор в пользу той или иной системы отопления выбран, можно приступать к её монтажу. При наличии определённых практических навыков сделать отопление дачного дома своими руками не представляет особого труда. Единственное, что требуется от вас в данном случае – соблюдение последовательности работ и необходимых мер безопасности, особенно при устройстве систем, работающих на газу. В этом случае своими руками можно сделать только монтаж самой системы, подключение же к магистральному газопроводу надо доверить представителям специализированной службы газа, которые имеют соответствующие допуски и разрешения.
В первую очередь устанавливаем котёл отопления, причём именно от правильной установки его зависит эффективность всей системы отопления. После этого стоит разбросать по дачному домику трубопровод в той последовательности, как на схеме подключения, которую вы должны были составить предварительно. На этом этапе станет ясно, в достаточном ли количестве куплены трубы и фитинги, к выбору которых также надо подходить основательно. Сэкономив один раз на качестве фитингов, вы гарантируете себе много проблем.
Очень важным моментом при устройстве системы отопления является выбор приборов отопления – радиаторов. Сегодня используется большое количество радиаторов отопления, среди которых можно выделить чугунные, стальные, алюминиевые и биметаллические. Есть ещё устройства, изготовлены из меди, но они являются очень дорогим. Для устройства индивидуального отопления дачного дома можно использовать любой тип радиаторов, однако самыми популярными являются алюминиевые радиаторы, которые для этого подойдут идеальным образом. Что касается биметаллических радиаторов, то они имеют самые хорошие свойства в плане теплоотдачи, имеют прекрасный внешний вид, но их целесообразней использовать в центральных системах отопления и в системах, имеющих большое рабочее давление.
Учитывая важность радиаторов отопления, к их монтажу надо отнестись крайне серьёзно. Все работы по навешиванию радиаторов начинаются с его паковки
Здесь тоже есть свои особенности подключения, которые зависят от выбранной схемы отопления и особенностей помещения. Можно использовать одностороннее, перекрёстное и нижнее подключение. Самым эффективным является одностороннее подключение радиаторов, в других случаях происходят некоторые потери в мощности приборов. Собрав радиатор по одной из рассмотренных схем, необходимо их навесить на предварительно установленные настенные крепления.
После того, как котёл и приборы отопления установлены, можно подключать их к системе трубопровода. К слову сказать, и трубопроводы имеют часто различный состав и могут отличаться значительно. Прежде всего, это связано с материалами, из которых они изготовлены. Для этого используют стальные, полипропиленовые, металлопластиковые и медные трубы. Что касается медных труб, то они очень дорогие и плохо стыкуются с другими материалами. Наибольшей популярностью пользуются металлопластиковые трубы, которые одинаково эффективно работают в системах водоснабжения и отопления.
После того как отопление на даче своими руками вы собрали, можно производить пробное включение и запуск системы в эксплуатацию
На этом этапе важно предварительно проверить все подключения и соединения визуально, после чего можно включать отопительный котёл, чьё подключение на последнем этапе выполнения работ нужно поручить специалистам соответствующих служб. Если это газовый котёл, то необходимо вызвать представителя службы газа, в случае с электрическим котлом отопления вам вряд ли можно обойтись без квалифицированного электрика, который сделает это подключением безопасным
Говоря об используемых на даче системах отопления, не стоит забывать и о традиционных некоторое время способах отопления загородных домов. Это камины и печи, которые при правильном монтаже способны обеспечить теплом одноэтажную или двухэтажную дачу средних размеров. Что касается печей, то они уже давно не те, к внешнему виду которых мы привыкли. А современные камины и не только способны нагреть воздух в комнате, но и могут подчеркнуть любой стиль интерьера. Сегодня это не только устройства, работающие на традиционном твёрдом топливе, но и электрические камины, работающие достаточно эффективно.
Виды водяных систем отопления в частном доме
Существует несколько видов водяного отопления для частных домов. Здесь мы подразумеваем стандартные системы обогрева с помощью радиаторов, теплые полы и плинтусное отопление. Отдельные виды могут совмещаться друг с другом, что позволяет достичь эффективного обогрева. Например, в спальнях и гостиных монтируются обычные радиаторы, а в ванных комнатах и туалетах нередко прокладываются теплые полы – отличное решение для тех, кто не выносит холода и не любит холодный кафель. Давайте разберемся в отдельных видах отопления и в их преимуществах.
Радиаторные
Радиаторные системы отопления являются неустаревающей классикой. Принцип их работы заключается в передаче тепла от теплоносителя через устанавливаемые в помещениях радиаторы. Такие отопительные системы смонтированы в подавляющем большинстве зданий различного назначения – в жилых, производственных, административных, хозяйственных и многих других. Они отличаются относительной легкостью в монтаже – достаточно протянуть трубы и подключить к ним радиаторы.
Раньше водяное отопление в частном доме предусматривало монтаж громоздких чугунных радиаторов. Со временем им на смену пришли более легкие и тонкие стальные радиаторы, изготовленные из стойкой к коррозии стали. Позднее на свет появились алюминиевые батареи – они отличаются легкостью, дешевизной и выносливостью. Для частного дома это самый идеальный вариант батарей.
Главным плюсом радиаторных систем является то, что для их прокладки не нужно заливать бетонные стяжки. Весь монтаж сводится к установке котла и радиаторов с их последующим подключением. Радиаторы обеспечивают эффективный прогрев помещений и не нарушают дизайн интерьеров, особенно, если в качестве них выступают современные алюминиевые многосекционные батареи.
Теплый пол
Водяное отопление пола в частном доме может работать как в самостоятельном режиме, так и во вспомогательном. В самостоятельном режиме надобность прокладывать трубы с радиаторами отпадает, а все тепло испускают полы. Благодаря этому на таких полах могут без опаски играть дети, их не продует и не просквозит. У вас постоянно мерзнут ноги? Тогда вам обязательно придутся по душе всегда теплые полы. Во вспомогательном режиме они работают как дополнение к радиаторным системам.
Системы теплых полов хороши на кухнях, в ванных комнатах и туалетах. где на полу чаще всего лежит вечно холодная плитка. Прокладка отопления поможет сделать полы теплыми и комфортными. Например, в ванной комнате вам больше не придется становиться босыми ногами на холодную плитку. То же самое относится и к туалету. Если у вас на кухне лежит кафельный пол, смело укладывайте системы теплых полов и здесь. Еще одно место, где теплый пол станет атрибутом комфорта, это спальня – согласитесь, мало приятного вылезать из-под теплого одеяла и становиться пятками на холодные полы.
Для теплых полов характерна низкая температура теплоносителя, не превышающая +55 градусов, что позволяет создавать экономичные системы отопления. Но необходимость делать бетонные стяжки и проходить сквозь стены и дверные коробки является весомым минусом. Лучше всего продумать необходимость монтажа системы еще на этапе постройки дома.
Плинтусные
Современные отопительные системы, построенные на основе классических алюминиевых радиаторов, отличаются тем, что тепло от них распространяется только вверх – за счет естественной конвекции. В результате весь теплый воздух поднимается, а на его место поступает холодный воздух. Нет ничего удивительного в том, что у домочадцев начинают мерзнуть ноги. Единственным плюсом является отсутствие холода от окон, так как он уносится конвекцией к потолку. Но что делать с отоплением? Не опускать же радиаторы на самый пол?
Выходом из ситуации становятся плинтусные системы отопления. Здесь используются малогабаритные радиаторы, сделанные из латуни или алюминия. Подача теплоносителя осуществляется с помощью пластиковых труб небольшого диаметра. Система дополняется кранами, спускниками воздуха и прочими необходимыми аксессуарами.
Все это уложено в специальный пластиковый плинтус – попадающий сюда воздух нагревается и нагревает находящиеся сверху стены. Далее помещение согревается инфракрасным излучением от нагретых стен и полов. Сквозняки, дующие по полу, в обогреваемых помещениях отсутствуют. Здесь прогреваются не только стены, но и сами полы, делая комнаты теплыми и комфортными.
Достоинством плинтусного отопления является то, что его можно проложить на любом этапе, даже после завершения строительства. Недостатки – высокая стоимость монтажа и куча требований к размещению плинтусов и прочих элементов. Допускается и одновременный монтаж всех видов описанных систем.
Особенности использования на трубе дымохода
Теплообменник фиксируют и на трубу дымохода, чтобы часть тепла не покидала систему вместе с дымом, а использовалась для нагрева теплоносителя.
Такие устройства применяют в небольших печах в банях или на дачах.
Теплообменник на дымоходе не способен обогреть большое помещение, но его мощности хватит на пару батарей. Прибор устанавливают не только для отопления, но и для нагрева воды.
Изготавливают конструкцию из трубы больших габаритов, диаметр, которой составляет 500—700 мм. Используют также бак, выполненный из нержавеющей стали. В центре устройства фиксируется вертикальная труба, диаметр которой соответствует размеру дымохода, а внизу и вверху крепятся два патрубка с помощью сварки.
Внимание! Поскольку теплообменник забирает тепло продуктов сгорания, на выходе они быстро остывают. Это приводит к уменьшению тяги в дымоходе и замедлению сгорания топлива
Описание системы
О происхождении названия системы отопления Ленинградка существует много мнений. Одни считают, что систему впервые применили Ленинградские строительные организации. Однако из-за простоты установки она вполне могла использоваться в любом регионе. Другие говорят, что в этом городе были разработаны технические регламенты для системы, которые впоследствии стали использоваться по всей стране. В любом случае, во времена массового возведения домов барачного типа и зданий социального назначения, система «Ленинградка» пользовалась большой популярностью. Это объясняли низкой себестоимостью системы и простотой ее монтажа.
Схема системы отопления Ленинградка в частном доме представляет собой закольцованную систему, на которой последовательно установлены теплообменники. В результате горячая вода движется от котла или ввода центрального отопления и проходит через все батареи. Однако с удалением от котла теплоноситель остывает, в результате первые радиаторы нагреваются сильнее тех, которые расположены на конце линии. Особенно обделенными тепловой энергией оказываются последние батареи.
В таких системах теплоноситель может перемещаться естественным путем или с использованием насоса, не оказывая особого влияния на расположение радиаторов.
Однотрубная система отопления Ленинградка с естественной циркуляцией является оптимальным вариантом для одноэтажных строений, где радиаторы размещают на одном уровне. Кроме того, ленинградская система отопления предполагает прохождение магистральной трубы, которая замыкает контур системы отопления, достаточно близко к полу. При этом появляется возможность максимально скрыть ее под напольным покрытием.
При обустройстве отопления по схеме системы отопления Ленинградка в многоэтажных домах требуется дополнительная установка циркуляционного насоса, так как поднять теплоноситель на большую высоту естественным путем практически невозможно. В этом случае нужно будет установить котел большой мощности и выполнить точные расчеты вертикальных и горизонтальных участков системы. Однако этот вариант поставит под сомнение рентабельность эксплуатации системы. Другими словами, установка циркуляционного насоса потребует дополнительных расходов, но избавит от лишних проблем и хлопот.
Установка в кирпичную печь
В печь теплообменник устанавливают для повышения теплоотдачи отопительного прибора.
Если в печи не установлен теплообменник, то теплоноситель распределяется неравномерно. Из-за этого вблизи источника тепла будет высокая температура воздуха, а в отдаленных местах — низкая.
Если к печи подключить радиаторы и залить воду в такую систему, то работа прибора станет сравнима с работой твердотопливного котла. Здесь также нагревается вода, стенки и каналы дымохода. Когда печь топится, теплоноситель движется от змеевика к батареям, а после прекращения топки берет энергию у нагретых стенок.
Справка! Теплообменник сокращает полезную площадь топки. Это приводит к необходимости следить за сгоранием топлива и чаще его добавлять. Правильное устройство водяного контура и его соотношение с размерами топки — решение проблемы.
Преимущества
Достоинства:
- Теплообменник легко изготавливается и монтируется своими руками.
- Тепло в помещении обеспечивает непосредственно сама печь и теплоноситель, распределенный по батареям.
- Устройство функционирует от любого вида твердого горючего.
- Привлекательный внешний вид.
Правила изготовления и монтажа своими руками
Несмотря на большой выбор заводских моделей в специализированных магазинах, пользователи предпочитают делать устройства своими руками.
Это неудивительно, ведь самостоятельное производство позволяет учесть размеры той печи, куда монтируется изделие, и объем топки.
Устройство делают из трубок, по которым движется жидкость. Недостаток конструкции — возможность закипания жидкости при интенсивной топке. Чтобы этого не произошло, профессионалы советуют применять трубы большого объема.
Вода также закипает из-за слабого движения. Эта проблема возникает из-за неправильного монтажа. Чтобы она не появлялась, устанавливается насосная станция. Агрегат заставляет воду интенсивно циркулировать, что предотвращает ее застой.
Устройства для печей из кирпича выполняются из металла толщиной в 2,5 мм. Основу прибора составляют две емкости: верхняя в виде цилиндра и нижняя в виде прямоугольника. Трубы соединяют обе емкости. Диаметр труб зависит от размеров топки и площади помещения. Зазор между трубами должен быть минимальным. Все составляющие соединяются между собой с помощью сварки.
Порядок монтажа:
- разбирается часть кирпичной кладки;
- в топку на заранее подготовленный фундамент фиксируется прибор;
- выполняется укладка кирпичей, в которой оставляют два отверстия для труб конструкции;
- когда кладка готова, устройство подсоединяют к системе отопления.
Важно! После сварки, монтажа и заливки воды проверяется прочность прибора. Для этого конструкция заполняется сжатым воздухом
Давление контролируется манометром.
Если швы не протекают, устройство готово к эксплуатации. Если же во время тестирования между швов сочится вода, то вода сливается и используется герметик.
Недостатки сочетая печи и водяного контура
- Какой бы качественной ни была печь, она все равно остается пожароопасным отопительным прибором.
- Другим значительным недостатком такой системы является трудоемкость эксплуатации и продолжительный разогрев системы.
- Печи займут в доме значительную часть площади и окружающего пространства.
- Некоторая неравномерность обогрева так или иначе сохраниться. Возле печи температура воздуха будет несколько выше, нежели возле стен.
Эксплуатация печи требует постоянного присутствия человека
- Вероятность скопления угарного газа при неправильной эксплуатации печи.
- Из-за пыли, опилок от дров, сажи и золы комнату, где установлена печь, придется чаще убирать.
- Невозможность точной регулировки процесса горения и сохранения тепла, а только при помощи заслонок.
Комбинированная система топочной печи и водяного контура, несомненно, имеет право на существование, и в некоторых случаях может быть не только единственно возможным вариантом, а и вполне оправданным. Но все это при условии, что схема отопления разработана грамотно, с учетом всех нюансов и полностью отвечает требованиям безопасности.
Теплообменник из алюминия своими руками. Пошаговая инструкция, как сделать самостоятельно
Изготовить теплообменник можно самостоятельно своими руками, затраты на производство будут минимальными, при этом сам агрегат по своим эксплуатационным характеристикам ничем не будет уступать заводских аналогам.
Для сборки теплообменника понадобится:
- алюминиевые и стальные трубки;
- сварочный аппарат;
- дрель по металлу.
На схеме вы можете посмотреть наиболее популярную конструкцию для теплообменника, которую легко изготовить дома.
Мнение эксперта
Книпович Николай Михайлович
Зоолог, гидробиолог. Увлекаюсь рыбалкой на профессиональном уровне.
Важно! Все указанные размеры носят рекомендованный характер, вы можете менять их в зависимости от ожидаемых характеристик устройства. Процесс сборки по чертежу включает в себя следующие этапы:
Процесс сборки по чертежу включает в себя следующие этапы:
Процесс сборки по чертежу включает в себя следующие этапы:
Монтаж теплообменных труб между двумя листами алюминия либо нержавеющей стали. Располагать трубки желательно в шахматном порядке, достаточно будет сделать пять трубок в верхнем и нижнем углу, а также 4 трубки в среднем ряду. Приварку проще всего осуществлять с помощью сварочного аппарата.
Из четырех отрезов металла собирается корпус теплообменника. Учитывайте, что в верхней части должно иметься специальное отверстие для присоединения трубы для отвода продуктов горения, в нижней части корпуса привариваются ножки для устойчивости.
Для лучшего обмена теплого воздуха внутри палатки желательно оборудовать теплообменник вентилятором
Использовать можно любой кулер от компьютера, обратите внимание на то, что для питания вентилятора нужно будет дополнительно приобрести аккумулятор подходящей емкости.
Проверка работоспособности оборудования. Если при первом запуске чувствует неприятный металлический запах, не стоит паниковать металл должен прогореть
Через 2-3 запуска запах пропадет.
Через 2-3 запуска запах пропадет.
Самодельное устройство можно использовать с газовыми горелками либо оборудовать его по типу печи с дополнительной камерой для загрузки сухого топлива.
Выбираем трубы
В этом вопросе многое зависит от финансовых возможностей хозяев:
- Сталь – недорогой вариант, характеризующийся, однако, восприимчивостью к коррозии, от того не слишком долговечный.
- Медь – самый дорогой металл, легко выдерживающий и перепады давления, и теплоноситель низкого качества, способный служить десятилетиями без изменения изначальных характеристик.
- Металлопластик – современный материал, характеризующийся достаточной прочностью при демократичной цене. Трубы отличаются гибкостью, что упрощает процесс монтажа. Основной минус – возможность повреждения в случае резкого температурного перепада.
- Полипропилен. Пластичный современный материал, выдерживающий удары, давление и температурные скачки. При монтаже используется специальное нагревательное устройство, формирующее швы, подобные сварке.
