Для эффективного автономного отопления частного дома или бани часто используют стационарную печь. Она обеспечивает высокую теплоотдачу и позволяет быстро создать комфортную температуру. Чтобы оптимизировать затраты на организацию системы, водогрейный котел для печи можно изготовить самостоятельно, интегрировав его в конструкцию.
Зачем нужен котел в системе печного отопления?
Установка теплообменника — это способ использовать тепло, которое обычно уходит в дымоход, с максимальной пользой. Стандартной печи часто не хватает мощности для полноценного прогрева теплоносителя в радиаторной системе. Встроенный котел решает эту проблему и дает несколько преимуществ:
- Равномерный обогрев всех помещений: тепло доходит до самых удаленных комнат, отпадает необходимость в дополнительных электрообогревателях.
- Защита от сырости: создается тепловая завеса, окна не запотевают, что предотвращает появление плесени и гниения конструкций.
- Улучшение циркуляции: поддерживается необходимая разница температур в системе, что способствует лучшему движению теплоносителя.
- Продление срока службы печи: снижается риск коррозии металлических элементов за счет более стабильного теплового режима.
Таким образом, встроив теплообменник в варочную или отопительную печь, вы можете совместить привычный печной обогрев с эффективной водяной системой отопления по всему дому.
Изготовление теплообменника: с чего начать?
Своими руками можно сделать несколько типов устройств: плоские (пластинчатые), трубчатые (змеевики) или воздушные теплообменники. Выбор конструкции зависит от ваших навыков, бюджета и конкретных задач. Главное — заранее оценить сложность работ и стоимость материалов.
Простая конструкция: пластинчатый теплообменник
Плоский (пластинчатый) теплообменник — отличный вариант для повышения КПД печи. Его можно установить как вертикально, так и горизонтально. Такая конструкция проста в обслуживании (с нее легко удалять сажу) и, благодаря значительному объему, может использоваться и для нужд горячего водоснабжения (ГВС).
По сути, это труба большого диаметра, внутри которой расположена труба меньшего диаметра. Нагретая вода движется по внутренней трубке, а охлаждение происходит в пространстве между стенками.
Для изготовления простейшего варианта понадобятся медные трубки, где одна должна быть примерно на 4 мм больше другой в диаметре. Порядок работ следующий:
- При помощи сварки закрепите боковые тройники на обоих концах внешней трубки.
- Вставьте внутрь трубку меньшего диаметра.
- Надежно приварите внутреннюю трубку к торцам внешней, предварительно зафиксировав ее в нужном положении.
- Установите на выходы к тройникам короткие патрубки, которые будут служить для подключения к системе отопления.
- Соедините элементы отрезками труб, формируя конструкцию в виде змейки, и последовательно приварите тройники на боковые части.
Совет: если вы используете стальные трубки, их диаметр также должен быть больше медных. Сборку удобно вести поблочно.
Сложная конструкция: котел-теплообменник
Более производительный вариант — это полноценный котел теплообменного типа. Он представляет собой емкость (бак) с патрубками и нагревательным элементом внутри, состоящую из двух взаимодействующих секторов. Теплоноситель, циркулируя по замкнутому контуру бака, нагревается до высоких температур (до 180°C), после чего поступает в основную магистраль.
Для его изготовления потребуются:
- Готовый металлический бак объемом 90-110 литров.
- Листовая сталь толщиной 2,5-3 мм (если бак изготавливается с нуля).
- Магниевый анод для защиты от коррозии.
- Медная трубка длиной около 4 метров для змеевика (ТЭНа).
- Терморегулятор для контроля мощности нагрева.
Перед началом работ обязательно составьте подробный чертеж. Сам процесс сборки выглядит так:
- Установите резервуар на расстоянии около 3 метров от печи и на высоте 1 метр от пола.
- Проделайте в баке два отверстия: справа (со стороны печи) и в верхней левой части.
- Подведите к нижнему отверстию отвод для подключения к системе отопления, обеспечив уклон в 2-3 градуса.
- Верхний отвод подключите в обратном направлении с уклоном около 20 градусов.
- Врежьте в нижний отвод два сливных крана: для опорожнения самого бака и для всей системы.
- Тщательно и герметично заварите все технологические отверстия для равномерного прогрева.
- Аккуратно согните медную трубку в спираль (змеевик).
- Поместите готовый змеевик внутрь бака, выведите его концы наружу и надежно закрепите.
- Прикрепите к концам змеевика резьбовые фитинги для подключения.
- Подсоедините к цепи терморегулятор для управления нагревом.
- Подключите провода питания к клеммам термостата.
- Установите внутрь бака магниевый анод, который будет защищать стенки от разрушительного воздействия перепадов температуры и электрохимической коррозии.
- Проверьте и при необходимости обработайте все швы и соединения термостойким герметиком.
Перед вводом в эксплуатацию обязательно проведите гидравлические испытания: заполните систему водой и проверьте ее на отсутствие протечек.
Как подключить систему: схемы разводки
Интеграция печи с самодельным котлом в систему отопления возможна по двум основным схемам, каждая из которых имеет свои особенности.
Открытая (самотечная) система
В этой схеме движение теплоносителя происходит за счет естественной гравитации (разницы плотности горячей и холодной воды). Для повышения эффективности можно установить циркуляционный насос на байпас (обводную линию). Насос увеличит скорость циркуляции и улучшит теплоотдачу, а в случае отключения электричества система продолжит работать по принципу самотека.
Для организации самотека необходимы трубы увеличенного диаметра и строгое соблюдение уклонов (3-5 мм на каждый погонный метр). Расширительный бак открытого типа устанавливается в самой высокой точке системы (часто на чердаке) и служит также для удаления воздуха из труб.
Закрытая система с принудительной циркуляцией
Это более современный вариант, где движение теплоносителя обеспечивает циркуляционный насос. Он же создает в системе избыточное давление (от 1 Бара). В такой схеме используется мембранный расширительный бак, который монтируется в нижней части системы и подключается через отсекающий кран. Обязательными элементами являются группа безопасности: автоматический воздухоотводчик, предохранительный клапан и манометр.
Важный нюанс: для кирпичной печи с встроенным котлом эксперты часто рекомендуют именно самотечную (открытую) схему подключения как более надежную и независимую от электричества.
Советы и предостережения от экспертов
Опытные мастера и печники дают следующие рекомендации по использованию самодельных теплообменников:
- Эффективность и экономия: правильно собранная комбинированная система демонстрирует высокий КПД без лишних финансовых вложений.
- Универсальность топлива: можно использовать дрова, уголь, пеллеты или опилки. Главное условие — топливо должно быть сухим.
- Длительность горения: печь с водяным контуром не требует постоянной топки. Закладки дров хватает на 12-24 часа, что очень удобно.
- Многофункциональность: система с теплообменником способна не только отапливать дом, но и обеспечивать его горячей водой.
- Требуемая квалификация: если у вас нет навыков сварочных работ и понимания принципов теплотехники, от изготовления сложных конструкций лучше отказаться. Самодельные устройства допустимы для дач или мест с частыми перебоями в электроснабжении.
- Оптимальная конструкция: для печи с котлом лучше всего подходит колпаковый дымоход. Сам теплообменник рекомендуется делать в виде регистра из труб с большим сечением.
- Выбор материалов: вместо дорогой меди можно использовать качественные бесшовные стальные трубы, которые менее подвержены тепловому растрескиванию.
Правильно изготовленный твердотопливный агрегат с водяным контуром — это надежное решение для зимнего отопления. Он способен быстро и равномерно обогреть большую площадь и обеспечить ГВС. Ключ к успеху — тщательный расчет, выбор качественных материалов, устойчивых к высоким температурам, и соблюдение технологии монтажа.
