- З чого можна виготовити пічної теплообмінник
- Яких видів можуть бути саморобні пічні теплообмінники
- Конструкції котлів для опалювальних печей з водяним контуром
- Пічні котли (регістри) для опалювально-варильних печей
- Як підібрати або розрахувати розміри пічного котла
- Виготовлення своїми руками
Для того, щоб піч могла використовуватися, як джерело тепла для системи водяного опалення будинку, в ній повинен бути обов'язково встановлений теплообмінник, в якому циркулює рідкий теплоносій, найчастіше вода. Його ще називають пічної котел або регістр. У цій статті ми розглянемо, як виготовити такий теплообмінник для печі своїми руками і яким він може бути, в залежності від виду самої печі і матеріалу, що використовується для його виготовлення.
З чого можна виготовити пічної теплообмінник
Для того, щоб виготовити теплообмінник для печі своїми руками можна використовувати листову «чорну» сталь товщиною 3-5 мм або сталеві труби (круглі або профільні) з такою ж товщиною стінок і діаметром 30-50 мм. Як варіант, для цієї мети може використовуватися лист або труби з нержавіючої сталі або міді. Але, через високу їх вартість, ці матеріали при самостійному виготовленні пічних котлів використовуються вкрай рідко.
-------------------------------------------------- --------------- ----------------------------------- ------------------------------
З листового металу такі регістри виготовити простіше. Їх легше чистити при експлуатації. Але, як правило, вони мають меншу площу контакту з полум'ям або гарячими газами, так як в своїй більшості своїй вони є суцільними і в теплообміні бере участь тільки внутрішня їх поверхня, звернена до полум'я.
Пічні котли з труб, при тих же габаритних розмірах, як правило, мають велику теплообмінну площа (хоча це залежить ще і від кількості і від діаметра труб), так як дозволяють полум'я або гарячим газам контактувати, практично, з усією їхньою поверхнею. Але вони більш складні у виготовленні. Особливо це стосується конструкцій, що складаються повністю з труб круглого перетину.
Якщо для виготовлення теплообмінника використовуються труби, то краще за все, якщо вони будуть безшовним (суцільнотягнені). Якщо ж використовуються шовні труби, то шви доведеться додатково зміцнювати звареним швом і розташовувати з зовнішнього боку регістра (з боку цегельної кладки).
Дуже часто при виготовленні пічних котлів труби і листове залізо комбінують. Робиться це для того, щоб використовувати їх позитивні якості: щоб і виготовляти було простіше, і теплообмінна площа була достатньою.
Яких видів можуть бути саморобні пічні теплообмінники
Крім, розглянутих вище, конструкційних відмінностей пічних котлів, що залежать від обраного матеріалу для їх виготовлення, їх конструкції можуть відрізнятися і в залежності від, для якої вони власне і призначені. Такі печі можуть бути опалювальними або опалювально-варильні.
Конструкція теплообмінника для опалювально-варильної печі відрізняється тим, що у верхній його частині є відкритий простір для доступу полум'я до вручений плиті. У регістрах ж для опалювальних печей верхня частина, як правило, закрита суцільним листом або рядами труб.
Форма і розміри пічних котлів підбираються відповідно до розмірів і формою того місця, де їх передбачається встановити (найчастіше це топливник печі), а також в залежності від його необхідної теплової потужності.
Конструкції котлів для опалювальних печей з водяним контуром
Тут ми розглянемо три найбільш поширені конструкції, виконані окремо з листового металу і труб, а також їх комбінування.
Варіант 1.
Теплообмінник являє собою суцільну П-подібну конструкцію, зварену з листового металу, призначену для розташування в топливнике опалювальної печі. Теплообмінної поверхнею є його внутрішні стінки.
Теплообмінник з листового металу для опалювальної печі
Варіант 2.
Пічної котел з труб. Холодна вода з системи подається через «обратку» в нижню U-подібну трубу підстави теплообмінника (діаметром 40-50 мм і з товщиною стінки 3-4 мм), поступово нагріваючись, вона по Г-подібним вертикальним трубах (такого ж перетину, як і U-образне підставу або менше) піднімається вгору і потрапляє у верхню трубу-колектор, а з неї, вже нагрітої, в систему опалення будинку. Такий реєстр є більш ефективним, ніж виготовлений з листової сталі, але і більш складним у виготовленні, так як доведеться робити безліч стиків труб між собою і зварювати їх.
Пічної регістр для опалювальної печі з труб
Варіант 3.
Бічні поверхні цього регістра виготовляються з листового металу товщиною 3-5 мм і являють собою суцільні панелі товщиною 40-45 мм, а верхній частині вони з'єднані між собою рядом горизонтальних труб діаметром 40-50 мм.
Використання труб замість суцільної поверхні (як в варіанті 1) дозволяє збільшити площу зіткнення з нагревающей середовищем, а використання листового металу для бічних панелей, спрощує процес виготовлення, що важливо якщо ви вирішите його зробити своїми руками.
Пічної котел з листового металу і труб для опалювальної печі
Пічні котли (регістри) для опалювально-варильних печей
Теплообмінники для опалювально-варильних печей можуть також бути виготовлені, як з листового заліза, так і труб (круглих або профільних), а також при їх комбінуванні. Розглянемо кілька варіантів.
Варіант 1.
Теплообмінник для опалювально-варильної печі або кухонної плити у вигляді двох суцільних бічних панелей з листового металу ( «книжка»), з'єднаних між собою.
Теплообмінник для опалювально-варильної печі
Варіант 2.
Пічної котел з труб круглого і прямокутного перерізу: круглі (діаметром 40-50х4 мм) розташовані горизонтально і з'єднані в конструкцію за допомогою прямокутних 50-60х40х4 мм. Така комбінація різних видів труб полегшує виготовлення котла. Розміри а, б, в і г розраховуються, в залежності від розмірів топливника і необхідної потужності регістра.
Теплообмінник для опалювально-варильної печі з круглих і профільних труб
Варіант 3.
Теплообмінний регістр тільки з круглих труб. Являє собою два горизонтальних контуру, з'єднаних вертикальними трубами. Холодна вода з системи подається в нижній контур, а нагріта з верхнього контуру подається назад в систему опалення.
Регістр для опалювально-варильної печі з труб
Як підібрати або розрахувати розміри пічного котла
Після того, як ви вибрали вид теплообмінника, необхідно визначитися з його розмірами. З одного боку його габарити повинні відповідати розміру місця, куди він буде встановлений.
Найчастіше теплообмінники поміщають в топливник печі, але іноді в димових каналах або камері безканальної печі. При цьому необхідно врахувати, що між цегляною кладкою і регістром повинен бути зазор 0,5-1 см, що враховує теплове розширення металу.
Крім цього, необхідно знати необхідну потужність пічного теплообмінника. Як її визначити?
Вона залежить від теплової потужності системи водяного опалення, необхідної для обігріву будинку, яка в свою чергу залежить від теплоізоляційних властивостей його зовнішніх конструкцій та максимальної негативної температури зовнішнього повітря взимку. Спрощено можна орієнтуватися на середній показник: 10-12 кВт на 100 м2 площі будинку.
Як же обчислити необхідну площу пічного котла, для забезпечення такої теплової потужності? В середньому, прийнято вважати, що для забезпечення тепловою потужністю 5-10 кВт необхідно близько 1 м2 теплообмінної поверхні котла. Величина цього показника залежить від температури гарячих газів, що стикаються з теплообмінником і температур води (теплоносія) на його виході і вході, що в свою чергу, в значній мірі залежить від режиму топки і виду палива.
Повну потужність теплообмінника можна обчислити за формулою:
Q = SQуд,
де: qуд - його питома потужність, ккал / год;
S - його корисна площа (зіткнення з нагревающей середовищем), м2.
Питому потужність можна обчислити за формулою:
Qуд = k (Tt) S,
де: k = 12 ккал / год на 1 ° С - коефіцієнт теплопередачі «газ-вода» через сталеву поверхню;
Т = (tмакс + Tмін) / 2 - середня температура нагріваючої середовища (полум'я, гази), ° С;
t = (tмакс + tмін) / 2- середня температура теплоносія (вхід + вихід / 2), ° С.
Якщо піч буде працювати періодично (близько 2 годин) на дровах, то середні температури середовища і теплоносія будуть максимум: 500 і 70 ° С відповідно і з 1 м2 теплообмінника в цьому випадку можна буде отримати максимум 6 кВт теплової потужності.
Якщо піч буде працювати на вугіллі і постійно, то середні максимальні середні показники середовища і теплоносія можуть бути: 800 і 70 ° С відповідно. В цьому випадку з 1 м2 площі пічного котла можна буде зняти близько 10 кВт.
Якщо відома загальна необхідна теплова потужність котла і режим топки (а значить і питома його потужність), то цілком можна визначити, яку корисну площу поверхні він повинен мати:
S = Q / qуд, м2.
Залежно від того з якого матеріалу буде виготовлятися теплообмінник, можна підрахувати, скільки буде потрібно труб або листового металу, щоб забезпечити таку площу зіткнення з нагревающей середовищем. При цьому в розрахунок береться тільки та поверхню, яка буде безпосередньо контактувати з гарячими газами або полум'ям.
Наприклад, якщо для печей котел буде виготовлятися суцільним (тільки з листового металу), то в розрахунок слід приймати тільки внутрішню його поверхню. Якщо ж він буде виготовлятися з труб, то практично вся їх поверхня буде брати участь в теплообміні (їх довжина х діаметр х 3,14). При комбінуванні різних матеріалів, необхідно буде обчислювати площу зіткнення з нагревающей середовищем кожного елемента окремо, а потім підсумувати.
Якщо необхідно збільшити теплову потужність котла при тих же габаритних розмірах, можна в його конструкцію додати додаткові елементи (наприклад, труби). Якщо ж його потужність виходить занадто великий, то можна зменшити його довжину. Іншими словами: в кожному конкретному випадку необхідно робити розрахунок і коректування розмірів регістра, прив'язуючи їх до розмірів і конструкції самої печі, а також потужності системи водяного опалення будинку, яку доведеться забезпечувати тепловою енергією.
Виготовлення своїми руками
Після того, як підібраний вид пічного котла, матеріал і зроблений розрахунок розмірів можна приступати до його виготовлення своїми руками. При цьому необхідно звернути увагу на якість зварювальних робіт. Воно повинно бути на високому рівні, тому що даний агрегат буде експлуатуватися в досить агресивному середовищі, а для того щоб виконати його ремонт, швидше за все, доведеться розбирати піч або її частина. Тому, якщо ви не впевнені в своїх здібностях зварника, то краще цю роботу доручити досвідченому фахівцеві, попередньо заготовивши всі необхідні елементи конструкції.
Після виконання зварювальних робіт необхідно заповнити реєстр водою, перевірити чи немає протікання і виконати його опресовування при тиску, що перевищує робоче в системі опалення, як мінімум, в 2 рази.
Теплообмінник для печі своїми руками відео:
Як її визначити?Як же обчислити необхідну площу пічного котла, для забезпечення такої теплової потужності?