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.

Изготовление своими руками

Для реализации печного обогрева, совмещенного с радиаторной системой частного дома, применяется 3 вида печей с водяным контуром:

• металлические – стальные и чугунные буржуйки со встроенным змеевиком под нагрев теплоносителя;
• каминные топки с теплообменником – водяной рубашкой;
• отопительные и варочные печи из кирпича со встроенным котлом.

Предлагаем ознакомиться Как правильно покрасить деревянную дверь лаком

Наполненные водой трубы проходят над пламенем и получают максимум тепла

Сюда же стоит причислить альтернативный вариант — стальные отопители на дровах, изготовленные своими руками. Подобные изделия заслуживают внимания, поскольку не уступают заводским по надежности и теплоотдаче, зато обходятся гораздо дешевле. Внешний вид буржуйки не всегда играет важную роль.

Предлагаем рассмотреть печки каждой группы отдельно, заостряя внимание на недостатках и достоинствах, важных для домовладельца.

В дровяных печах заводского изготовления теплоноситель подогревается тремя способами:

1. В верхней зоне топливника либо рядом с выходом дымовых газов установлен водотрубный теплообменник.
2. Одна из стенок камеры сгорания (верхняя или боковая) контактирует с водяной прослойкой, напоминающей рубашку твердотопливного котла.
3. Несколько труб с теплоносителем огибают полукруглые стенки топливника. Снизу и сверху концы сварены в общие коллекторы, как показано на чертеже.

Модификация конвективного обогревателя «Бренеран» (аналог хорошо известного «Булерьяна») с водотрубным теплообменником

Производители зачастую снабжают печки дополнительным нагревателем – ТЭНом мощностью 1…15 кВт. Цель – поддержать температуру теплоносителя и воздуха в частном доме после выгорания порции твердого топлива. Некоторые модели оборудованы варочной панелью на 1—2 конфорки.

Реальное преимущество металлических отопительных агрегатов – низкая стоимость изделия и быстрота монтажа по сравнению с кладкой кирпичной печи. Пример: цена отопителя «Бренеран – Акватэн» мощностью 3.5 кВт — приблизительно 270 у. е. (без дымохода). При монтаже буржуйки своими руками вы потратите еще 50—100 у. е. на материалы, используемые для установки и обвязки.

Серия отопителей «Гидравлик» известного бренда «Термофор» оснащается водяной рубашкой и трубами, опоясывающими топку

Теперь разберемся с недостатками:

• что бы ни утверждали производители и продавцы, максимальный КПД воздушно-водяных печей на дровах и угле составляет 60%;
• агрегат одинаково быстро нагревается и остывает;
• теплообменника обычно хватает на обогрев 2—3 небольших комнат (по 1 радиатору в каждой);
• водяному контуру жизненно необходима система циркуляции.

Непросто сохранять чистоту и красоту возле печки, служащей основным источником тепла в доме
Разъясним последний пункт. Если течение воды через змеевик прекратится, элемент перегреется. Сначала теплоноситель закипит, потом испарится и разорвет ближайшее слабое соединение. Позже теплообменник прогорит и окончательно выйдет из строя.

Справедливости ради упомянем вопрос эстетики. Постоянно используя буржуйку для отопления жилища, вы не получите красивой картинки, которую любят показывать производители на фото. Печка довольно быстро загрязнится, в помещении появится древесная и угольная пыль, запах дыма.

Прямоугольная печь с водяным контуром, изготовленная в виде камина, конструктивно гораздо ближе к ТТ-котлу. Боковые стенки топливной камеры омываются теплоносителем, лицевая и верхняя часть подогревает воздух помещения. Днище получает мало теплоты, поэтому в расчет не принимается.

Позитивные стороны каминных топок, оснащенных водяной теплообменной рубашкой:

• эффективность сжигания топлива – до 70%;
• приемлемая стоимость (сравнительно с кирпичными сооружениями);
• простой и быстрый монтаж;
• печь–камин, оборудованный прозрачной дверцей, отлично впишется в интерьер жилой комнаты.

Котловой бак опоясывает камеру сгорания по бокам и частично сверху
Минусы металлических топок сходны с недостатками печей:

• камин быстро разогревается и охлаждается, нуждается в непрерывной циркуляции теплоносителя;
• обеспечивает теплом ограниченное число батарей;
• из-за перепада температур на внутренних стенках образуется конденсат и откладывается сажевый налет;
• полное сходство с натуральным камином достигается за счет оформления – декоративной кирпичной кладки либо гипсокартонной обшивки.

Используя каминную топку в качестве основного источника тепловой энергии, не рассчитывайте на длительное горение с 1 закладки. Пример: полезный объем камеры сгорания вышеупомянутого «Аквариуса» — всего 62 литра, но полностью забить топливник дровами не получится. Придется подкидывать поленья каждые 3—4 часа.

Со временем стенки топливника покрываются сажевым налетом, а панорамное стекло – копотью

Теплообменники устанавливаются внутрь печки двумя способами – в топливнике либо газоходе, на пути раскаленных продуктов горения. Каждый вариант отличается своими нюансами:

• котел в камере сгорания быстро прогревается под воздействием пламени, но образует конденсат и сажу на стенках;
• в случае закипания и образования пара бак может разорваться прямо в топливнике и развалить кирпичную кладку;
• теплообменник внутри дымооборотов гораздо безопаснее, но греется медленнее, поскольку получает меньше тепла.

Расположение водяного контура внутри камеры сжигания (слева) и дымоходных каналах (справа)
Главный недостаток любого кирпичного отопителя – высокая стоимость материалов и кладочных работ. Предположим, вы решите сэкономить и сложить печку самостоятельно. Здесь потребуется опыт, время и техническая возможность — начинать строительство посреди обжитого дома непросто. Оптимальный вариант – закладывать фундамент и печь на этапе возведения стен.

За что же ценятся каменные печки со встроенным теплообменником:

• срок службы несравнимо больше любого теплогенератора – минимум 50 лет;
• способность накапливать тепло, долго обогревать смежные помещения после затухания;
• максимальный КПД – 70…75%;
• в натопленной печи хорошо выгорает сажа, образующаяся на стенках бака и в дымоходе;
• некоторые печки из кирпича – канальная «голландка», «шведка», колпаковая конструкция Кузнецова – могут спокойно отапливать двухэтажный дом.

Предлагаем ознакомиться Как сделать теплый пол в бане своими руками?

Сначала, прежде чем начать возводить печку, необходимо подготовить фундамент. Для этого необходимо выкопать котлован, глубина которого равна 150–200 миллиметрам. На дно слоями засыпать битый кирпич, щебёнку и бут. Затем всё залить цементным раствором. Фундамент должен возвышаться над полом на несколько сантиметров. На стяжку уложите гидроизоляционный материал.

Процесс строительства печи с водяным контуром

Печь необходимо строить из качественных материалов. Стены можно возводить из кирпичей с нормальным обжигом, а вот для топочной части приобретайте тугоплавкие кирпичи.

• Прежде чем начать кладку, кирпичи необходимо смочить. Для этого погрузите их на некоторое время в воду. Когда от них перестанут выходить пузырьки воздуха, можно начинать кладку.
• Все ряды и углы обязательно привязываются.
• Цементный раствор наносите сразу на весь рад. Его слой должен быть около 5 миллиметров. Освежайте раствор на торце прямо перед укладкой на него кирпича.
• Когда дойдёте до топочной части, не наносите глину мастерком. Делайте это руками.
• Каждые пять рядов аккуратно срезайте излишки цемента со швов и протирайте их влажной губкой.
• Стены печки должны быть вертикальными и горизонтальными. Используйте строительный уровень постоянно во время кладки, чтобы проверять это.

Самодельный медный теплобменник змеевик

Принятие решения о самостоятельном изготовлении, как правило, говорит о наличии кое-какого инструмента и навыков работы с ним. В идеале необходима полноценная мастерская с тисками, сваркой (двух видов), верстаком, наковальней и т. д. Если оснащение оставляет желать лучшего, возможен вариант сборки простейшей модификации – медного спиралевидного змеевика.

Плюсы этого варианта:

• Медь относительно легко гнется, паяется.
• Змеевик не содержит соединений, подвергающихся сильному нагреву.
• Спиральная форма проста, универсальна, а для ее придания не нужно сложное оборудование.
• Установка такого теплообменного устройства не потребует серьезной модернизации печной конструкции.

Банная печь с таким теплообменником справится со всем, чего от нее можно ожидать: обеспечит работу 2 – 3 радиаторов отопления, нагреет воду в небольшом баке. За микроклимат в парилке, все же, отвечает каменка.

Расходные материалы

Трубогиб ручной

Из специальных инструментов для работы с медью необходима только газовая горелка. Профессионалу потребуется труборез, фаскосниматель, металлический ершик нужного размера. Однако все это заменяется болгаркой, напильником (рашпилем), мягкой абразивной губкой. Расходных материалов также понадобится минимум:

• отожженная медная труба в бухте d32, длиной 3.5 – 4.5 м (в зависимости от d дымохода);
• водорозетки переходные (резьба-пайка) d32 * 1.25” – 2 шт;
• обычный низкотемпературный и жесткий медный припой для среднетемпературной пайки (650 – 750°C);
• паста «флюс»;
• мягкая абразивная губка;
• газ пропан-бутан для среднетемпературной пайки – 1 баллон (0.5 л);
• мытый просеянный мелкий песок – 5 – 6 кг;
• трубопровод, краны, клапаны «Маевского», радиаторы.

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.

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.

Варианты установки теплообменной конструкции

Установка теплообменного устройства любого вида предполагает проведение немалого объема работ, особенно если его эффективность имеет серьезное значение. Например, простейшая спираль на дымоходе может слабо прогреваться, а циркуляции без насоса не быть совсем. Тогда приходится принимать меры, вплоть до отказа от такой конструкции.

• чугунный или стальной П-образный регистр в топке;
• водяная рубашка вокруг топки или у какой-либо из ее поверхностей;
• П-образный дипломат в топке;
• дипломат непосредственно над топкой или за ней, с максимальным контактом;
• водяная рубашка вокруг каменки;
• регистр, дипломат или змеевик в каменке;
• дипломат или змеевик за каменкой;
• водяная рубашка на дымоходе.

Змеевик на дымоходе условно является наименее эффективным вариантом. Однако простота устройства нередко нивелирует недостатки. К тому же, КПД повышается различными способами. Среди них – обкладка змеевика термоизолированным кожухом с заполнением пустот песком либо установка конструкции прямо в каменку.

Дровяная печь или камин с любым теплообменником – это лишь часть системы. Для ее энергоэффективной работы ключевым фактором остается циркуляция теплоносителя. Даже когда применение насоса явно необходимо (например, в большом двух- или трехэтажном доме), естественная циркуляция – важная вещь. Благодаря ей трубы не полопаются из-за разморозки слишком быстро, и вода так просто не закипит, если отключится электричество. Для улучшения циркуляции желательно придерживаться следующих правил:

• чем выше разбег патрубков теплообменного устройства по высоте, тем лучше;
• расширительный бак ставят как можно выше, рядом с печкой;
• к баку идет труба с верхнего патрубка;
• труба от расширительной емкости идет к нижнему входу радиатору;
• все горизонтальные участки делают под наклоном (не меньше 3 мм на 1 м);
• выход с радиатора только с противоположной стороны или по диагонали.

Предлагаем ознакомиться Как закрепить сэндвич трубу на крыше растяжками

Еще один важный момент – проходимость трубопровода. Чем она выше, тем лучше. Поэтому не стоит сужать диаметр, встраивать лишние колена, арматуру, а также применять ржавые изнутри или пластиковые трубы.

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.

Самостоятельное строительство

Самостоятельные работы без привлечения специалистов приносят не только экономию денег, но и неописуемое удовольствие от собственной победы. Каждый мастер не упустит возможности смонтировать водяной контур для камина своими руками. Для этого все работы нужно разделить на две части: возведение корпуса, роль которого выполняет кирпичный камин, и установка теплообменника.

Возведение корпуса

Строительство любого объекта подразумевает основательную подготовку. Сначала необходимо найти нужные чертежи, показывающие порядную кладку камина. Важно отбирать только те материалы, которые позволят построить камин с водяной рубашкой в виде отдельных каналов. Стенки рубашки для герметичности обрамляются стальными листами.

Начинается строительство с фундамента. Для этого роется котлован, площадь которого несколько больше, чем площадь будущего камина. Для заливки фундамента потребуется следующий материал:

• щебень;
• песок;
• доски для опалубки;
• цемент;
• рубероид.

Начальные этапы строительства

Уровень фундамента необходимо поднять до уровня пола. Перед началом кладки камина плоскость выстилается листами рубероида для гидроизоляции. Корпус камина выкладывается огнеупорным кирпичом, а сама топка – жаростойким шамотным кирпичом. В качестве раствора используется глиняная смесь.

Приготовление раствора – длительное занятие. Придется сначала исследовать глину на жирность, а затем вымачивать ее, чтобы приготовить мелкодисперсную смесь глины и песка. Сегодня можно приобрести уже подготовленные и дозированные смеси, которые достаточно развести по инструкции и они будут пригодны для кладки каминов. Из-за большого разнообразия смесей, внимательно читайте инструкцию, в которой описывается область применения.

Начинается кладка камина с горизонтальных рядов, служащих основанием. Это стандартная процедура для всех моделей. На данном этапе важно соблюдать горизонт построенного основания. Затем начинается формирование зольника, как обязательной части для всех твердотопливных каминов. Начало строительства топки тоже схожее с большинством проектов, но финализация этого этапа носит отличительный характер. Дело в том, что устанавливать теплообменник нужно именно сейчас, иначе не будет такой возможности.

Теплообменник

Самой простой моделью теплообменника является небольшой бачок с двумя фланцами, к которым будут подсоединены трубы. Одна труба обеспечит подачу холодной воды, а другая – отвод горячей. Пламя оказывает разрушительное воздействие на металл. Кроме перепада температур не стоит забывать и о химическом действии продуктов сгорания. Материалом для теплообменника может служить металл, толщиной около 4 мм. Меньшая толщина значительно сократит ресурс емкости.

Строительство камина

Более точные размеры теплообменника зависят от конкретной конструкции камина. Согласно с установленными габаритами, лист железа кроится. Необходимо уметь пользоваться сваркой, чтобы сконструировать бачок.

Если опыта сварочных работ достаточно, то задумайтесь сразу над повышением эффективности устройства, выполнив его из секций, регистров, в виде лабиринта или змеевика. Лабиринт изготавливается из кусков металлических труб и поворотных уголков того же диаметра.

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.

Змеевики изготавливаться должны из качественных труб подходящего диаметра, тогда они смогут обеспечивать оптимальный обогрев различных помещений в сооружении. Поэтому важно к этому вопросу подходить ответственно. Также материал, из которого делаются трубы, должен быть устойчивым к высоким температурам, поскольку он используется для создания системы отопления.

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.