Делаем водяное отопление на даче своими руками

Теплообменник – сердце отопительной системы, предназначен для передачи тепла по средам и обогрева помещения. Среда в системе может быть жидкой, паро – газообразной. Простым устройством считается комнатный радиатор с водным источником тепла.

Как работает грунтовый теплообменник

Температурный показатель земли на глубине 2 м всегда находится в пределах около +10 °С. Это значение присуще для любого региона СНГ. Посредством грунтового теплообменника можно отнимать эту энергию и в летний период охлаждать ею воздух, при этом экономя на работе кондиционера, а зимой – подогревая и сберегая тепло, которое выделяется отопительным оборудованием. При помощи воздушного теплообменника воздух можно подогревать и охлаждать на 5 °С или на 20 °С.

Показатель определяется разницей температуры воздуха и грунта. Это говорит о том, что такую конструкцию использовать в течение всего года не получится. Например, летом посредством теплообменника удастся снизить температуру с +30 °С до +20 °С, а зимой поднять с -20 °С до 0 °С. Однако в весенний и осенний период теплообменник лучше не использовать. Так, если температура в помещении была около +12 °С, то с рассматриваемым устройством она снизится до +8 °С.

Поэтому, принимаясь за сборку теплообменника, нужно предусмотреть возможность его отключения.

Какие бывают теплообменники для бани

Для начала рассмотрим виды теплообменников. Обычно их разделяют по месту расположения ёмкости для воды и месту расположения самого агрегата.

Теплообменники различаются по месту расположения ёмкости для воды:

  1. Бывают такие, в которых эта ёмкость расположена в самой парной — так вода нагревается быстрее и сокращаются теплопотери. Это оптимальный вариант, если отсутствует водопровод или его длина слишком маленькая.
  2. Ёмкость может также располагаться в соседнем помещении, которое называют душевой. Именно этот вариант становится всё более популярным в наше время, потому что мыться отдельно от парной более комфортно. В данном случае теплообменник используется для нагрева воды. Но учтите, что в таком случае длина водопровода существенно увеличивается.
  3. Бак с теплоносителем можно установить и на чердаке. Это необходимо, если вы хотите увеличить мощность напора. Но здесь присутствует ряд недостатков: водопровод удлиняется ещё сильнее, чем при установке резервуара в душевой, а также придётся утеплять ёмкость для максимального снижения теплопотерь. Наверх потребуется провести холодную воду.

Приспособления также различаются по расположению самого теплообменника:

  • навесные устройства располагаются на дымоходе;
  • встроенные — в самой печи.

По конструкции разделяют два вида теплообменников:

  • змеевик — наиболее простой вариант, в котором оба конца выводятся из резервуара, где набирается холодная вода и забирается горячая;
  • соединение двух металлических ёмкостей — цилиндра и параллелепипеда — эта модель наиболее распространена — нагревается не только сама вода, но и всё помещение, что позволяет экономить средства или дополнять мощность банной печи.

Особенности установки

Теплообменник на трубу дымохода можно установить самостоятельно, а работать он будет в одном из двух режимов. В каждом из них происходит определенный процесс теплоотдачи внутренней трубе от дыма. В первом режиме следует подключить выносной бак к теплообменнику. При этом на внутренней трубе будет конденсироваться вода, теплообменник станет нагреваться за счёт тепла дымовых газов. Температура на стенке трубы при этом не будет больше 100 °С, вода в баке будет нагреваться достаточно долго.

Во втором режиме конденсация на внутренних стенках теплообменника и вовсе не будет происходить. Тепловой поток будет идти более существенно, вода нагреется быстро. Для того чтобы ближе ознакомиться с данным процессом, необходимо поставить кастрюлю с водой на газовую горелку. Вы увидите, как на стенках появится конденсат, который станет капать на плиту. Этот этап будет длиться достаточно долго, пока вода не разогреется. Если вы используете теплообменник в качестве регистра для нагрева воды, то следует отдать предпочтение небольшим конструкциям с толстыми стенками, в этом случае конденсата будет меньше.

Читайте также:  Все об устройстве вытяжки на кухне через стену в частном доме

Заводские модели

Рассмотрим самые популярные разновидности теплообменников для зимних палаток. Оборудование новое, поэтому особого разнообразия мы здесь не увидим. Но и того, что есть в продаже, более чем достаточно.

Теплообменник Суховей

Перед нами неплохой прибор, изготовленный из прочной нержавеющей стали и алюминиевой трубы. Он отличается производительностью до 184 куб. м/час и может работать на повышенных и пониженных оборотах. Тщательно продуманная конструкция обеспечивает высокий КПД, а малошумящий вентилятор избавляет пользователей от лишних шумов. Аппарат легко раскладывается в рабочее состояние и работает с плитками от производителя Гефест. Стоимость модели составляет коло 7000 рублей.

Также возможно использование других горелок, подходящих по габаритам с данным теплообменником.

Теплообменник для рыбалки Сибтермо СТ-1.6

Представленная модель отличается наличием сразу двух вентиляторов, что увеличивает пропускную способность. Это отличный теплообменник в палатку для зимней рыбалки, позволяющий максимально быстро прогреть большой объем воздуха. Вес агрегата составляет всего 1,88 кг, он может эксплуатироваться совместно с любыми газовыми и инфракрасными горелками. Даже в самую лютую зиму в вашей палатке будет тепло и комфортно. Дымоход в данной модели подключается сверху.

Стоимость теплообменника для зимней палатки Сибтермо СТ-1.6 составляет около 5600 рублей.Теплообменник «Десна БМ»

Максимально компактный, с одним вентилятором, идеально подходит для зимней палатки. Работает как в автоматическом режиме, так и в режиме турбо. Может использоваться совместно с любыми горелками и печками (в том числе с инфракрасными). Корпус изготавливается из нержавеющей стали и защищается стойкой эмалью, выдерживающей нагрев до высоких температур. Производитель заявляет о высоком КПД, несравнимом с КПД любых других аналогов. Стоимость агрегата составляет около 7000 рублей.

Что лучше – дымосос или нагнетатель?

Когда тяговая турбина интегрирована в теплогенератор производителем, подобных вопросов не возникает. Другое дело – добавление вытяжного вентилятора к обычному котлу прямого горения. Надо понимать, что в данном случае дымосос решает только 1 задачу – создание разрежения в топке и усиление тяги. Здесь кроется ряд негативных моментов:

  1. Без электронного блока управления производительность придется регулировать вручную. Автоматическое поддержание температуры теплоносителя исключено.
  2. При подаче воздуха через открытую дверцу зольной камеры вентилятор заставит котел работать на максимуме. Настроить режим длительного сжигания будет непросто.
  3. В случае аварийной остановки крыльчатки горение топлива не прекратится, поскольку газы свободно проходят через улитку или корпус дымососа. В топку проникает воздух, вероятность перегрева повышается.
  4. Рабочее колесо и внутренние поверхности агрегата покрываются сажей, которую необходимо удалять. Скорость залипания зависит от влажности и смолистости древесины.

Замечание. Мы не упоминаем о потреблении вентилятором электроэнергии. Расход относительно невелик и не окажет существенного влияния на общую стоимость отопления.

Дутьевой вентилятор с блоком автоматики выполняет те же функции, что и дымосос

Недостатки, описанные в пунктах 1 и 2, устраняются путем коммутации дымососа с контроллером, управляющим оборотами крыльчатки и температурой водяной рубашки. Электронные блоки можно купить по цене 50—100 у. е.

Дутьевые машины всегда работают совместно с контроллером, поэтому перечисленные выше проблемы отсутствуют:

  • нагнетатель меняет производительность и выключается по команде блока управления, теплоноситель греется до заданной температуры;
  • в процессе горения дверца зольника герметично закрыта, воздух подается по отдельному каналу;
  • при отключении электроэнергии воздушный канал автоматически перекрывается гравитационной заслонкой;
  • лопасти крыльчатки не контактируют с горячим дымом и сажей.

Справка. В пиролизных котлах наддув применяется всегда, поскольку работа данного вида отопителей построена на принудительном нагнетании воздуха.

Теперь сравним стоимость тягового и дутьевого вентилятора, не учитывая цену контроллера. Дымосос для ТТ-котла до 30 кВт обойдется в 90 у. е., нагнетатель – 60—65 у. е. Разница обусловлена конструктивными особенностями вытяжного агрегата – раскаленные газы не должны перегревать электродвигатель плюс крыльчатка делается из металла (при наддуве – из пластика).

Читайте также:  Проектирование вентиляции в квартире, доме, офисе

За монтажным фланцем агрегата стоит малая крыльчатка, призванная охлаждать электродвигатель

По сложности инсталляции агрегаты примерно одинаковы. Монтаж нагнетающей улитки подразумевает выпиливание проема в дверце зольника, дымососа – разборку либо вырезание трубы. Крышную вытяжку поставить проще, но придется тянуть длинный кабель.

Краткий вывод: ставьте дымосос только в случае необходимости, а лучше – исправьте ошибки, допущенные при строительстве газохода. Турбонаддув с электронным управлением добавляйте по желанию – система позволит автоматизировать и обезопасить процесс горения.

Как установить водяное отопление на даче

Любые другие особенности монтажа являются характерными для большинства остальных систем отопления:

  • оборудовать водяное отопление можно по закрытому и открытому принципу. Открытая система предусматривает монтаж расширительного бака в верхней части контура, в то время как в закрытой системе устанавливается воздушник ручного или автоматического типа, а бак расширения можно установить на любом участке контура. При этом объем этого элемента должен быть равен примерно 10% от общей емкости системы отопления;
  • в процессе работы теплообменник отправляет тепло к верхней части контура котла, образуя тем самым так называемый коллектор разгонного типа. Вся оставшаяся часть розлива идет с некоторым уклоном, по которому теплоноситель стекает равномерно, отдавая тепло батареям. Кроме того, такой способ позволяет избавиться от лишнего воздуха в системе, который вытесняется в верхнюю ее часть.

Посмотрите видео об водяном отоплении на даче:

Необходимые материалы, инструменты чертежи

Для теплообменника стоит подобрать:

  • Емкость на 90 -110 литров.
  • Анод.
  • Медную трубку в длину до 400 см для термонагревателя. Если нет медной трубы, можно воспользоваться алюминием, металлопластом, лишь бы хорошо гнулся.
  • Регулятор мощности для регулирования подачи тепла.

Не нужно изготавливать змеевик из стали, материал плох на теплоотдачу не важно гнется, воздух нагревается благодаря меди во много раз быстрее. При использовании стали дополнительно потребуется трубогиб.

Что такое теплообменник

Это техническое устройство, изготовленное из материала с высоким показателем теплопроводности, в котором две среды с разной температурой соприкасаются через перегородку. Именно через стенку прибора от одной среды температура передается другой.

Существует два типа теплообменников:

  1. Рекуператоры. То есть те, в которых передача температуры происходит через перегородку.
  2. Регенераторы. В них среды с разными температурами соприкасаются с одной единственной поверхностью поочередно.

Принцип работы теплообменника Существует несколько разновидностей теплообменников, отличающихся друг от друга чисто конструктивным исполнением. Это часто используемые варианты:

  1. Змеевик – это трубка, накрученная на дымоходную трубу, по которой движется вода.
  2. Труба в трубе. Это конструкция в виде цилиндра, насаженная на дымоход. Внутри него протекает вода, которая поступает внутрь конструкции через нижний патрубок, а выходит через патрубок, установленный верхней части теплообменника. Нагрев жидкости происходит через стенку дымохода.
  3. Спиральные. В быту применяются редко, потому что конструктивно – это емкость, в которую укладывают по спирали (по внутренним стенкам) трубу, внутри движется горячая среда. К сожалению, в таком виде дымоход работать не будет.
  4. Кожухотрубные. Это не бытовой агрегат. Его конструкция – это емкость, в которой вставлено большое количество трубок. По ним и перемещается среда с большой температурой, а между трубками движется вода.
  5. Пластинчатые, их еще называют конвекторами. Эта модель такая же, как предыдущая. Только в ней вместо трубок установлены полые панели, по которым и движется среда с высокой температурой. А между ними вода. Эффективность передачи тепловой энергии здесь зависит от того, в каком направлении относительно друг друга перемещаются среды. Оптимально – навстречу друг другу.

Теплообменный агрегат спирального типа

Существует еще одна классификация, в которой теплообменники делятся на водяные и воздушные. О первых было написано выше. Что касается вторых, то с их помощью в основном организовывают дополнительное отопление помещений. Ярким представителем таких агрегатов выступает гофрированные теплообменники.

Для этого используют стальные гофрированные трубы (они гибкие), которые обвивают . Получается так, что угарные газы с высокой температурой, идущие от топки печи, отдают часть тепла воздуху, проходящему внутри гофры. Последняя соединена с улицей, обычно ее вводят в помещение через отверстие, расположенное близко к полу. Иногда устанавливают маломощный вентилятор для придания воздуху небольшой скорости. Противоположный конец гофры устанавливают в то помещение, где требуется поднять температуру.

Читайте также:  Коды ошибок посудомоечных машин Electrolux

Материалы для теплообменников

Змеевик из медной трубы

Материал для самого теплообменного аппарата выбирается из расчета выдерживания больших тепловых нагрузок, потому что температура угарных газов может доходить до +500С. Плюс, необходимо учитывать негативное воздействие воды на металл. Поэтому трубки змеевика должны быть изготовлены или из медного сплава, или из нержавеющей стали.

Если принято решение соорудить теплообменник типа труба в трубе, то для его изготовления лучше использовать конструкцию из нержавейки или оцинковки.

Как сделать бустер для промывки теплообменника

Бустер состоит из резервуара, насоса для циркуляции воды и электронагревательного элемента. Не нужно разбирать котел отопления для промывки, достаточно отсоединить патрубки, к одному из них подсоединить шланг с нагнетанием через него химического раствора внутрь агрегата. Через другой патрубок раствор будет выливаться, но к нему тоже нужно подсоединить шланг.

Из химических реагентов в основном используется соляная, серная кислота, может заливаться фосфорная, азотная.

Промыть теплообменник не сложно, но соблюдать технику безопасности необходимо, то есть отключить сначала прибор от источника питания, будь то газ, вода, электроэнергия. Демонтаж нужно производить осторожно, поврежденный уплотнитель может привести к протечке конструкции, оборудование быстро выйдет из строя.

Пошаговая инструкция

Возведение отопительной печи осуществляется в следующем порядке:

  1. Заливка фундамента с армированием стальными стержнями, уложенными в виде решетки. Уровень фундамента опускается на 4-6 см ниже уровня напольного покрытия.
  2. Укладывается 2 слоя красного кирпича на цементно-песчаный раствор. Основная задача — обеспечение идеальной горизонтальной поверхности.
  3. Последующие ряды кирпича ложатся на глиняный раствор, в соответствии с послойной схеме укладки. Толщина шва составляет 3-4 мм.
  4. Поверх 2-го ряда начинается формирование зольной камеры, а на лицевой стороне — проема для дверцы. Под этот элемент отводится 3 ряда кирпичей.
  5. Начиная с 4 ряда, обустраивается топливная камера из шамотного кирпича. Для монтажа колесниковой решетки в кирпичах вытачиваются пазы. Внизу топливной камеры крепится основание теплообменника.
  6. На 5-м ряду устанавливаются дверцы для чистки.
  7. В 6-м ряду формируется горизонтальный канал для увеличения печной тяги. На этом же ряду закрепляется топочная дверца, которая перекрывается 8-ым рядом.
  8. В 9-м ряду отводится труба от теплообменника.
  9. Начиная с 10-го ряда, производится изменение пространства внутри печи за счет укладки кирпичей вдоль и поперек.
  10. Чугунная плита монтируется поверх 11-го ряда кирпичей, а с 12-го по 17-ый ряд формируется варочная камера. Перекрытие ее осуществляется стальными полосами.
  11. С 20-го по 30-ый ряд — формирование каналов дымохода. Для его чистки на 21-ом ряду устанавливаются специальные дверцы. На 23-ем ряду дымоход разделяется на 4 канала.
  12. Перекрытие печи монтируется на 33-м, а завершается на следующем ряду кирпичей.
  13. Кладка печи завершается на 35-ом ряду.

При установке печи следует учитывать некоторые особенности:

  1. Под дверцу и сверху нее прокладывается полотно из асбеста. Сбоку закрепляются отрезки стальной проволоки длиной не менее 35 см, концы которой входят между кирпичами.
  2. Топочная камера обязательно выкладывается шамотным, огнестойким кирпичом.
  3. При формировании варочной камеры под плитой оставляются зазоры для компенсации теплового расширения металла.
  4. При установке теплообменника, между ним и кирпичной кладкой должен оставаться зазор не менее 5 мм. Зазор 6-8 мм оставляется в отверстиях, где выводятся трубы.
  5. Очистные дверцы дымохода устанавливаются так, чтобы была возможность доступа к любой его части.
  6. Дымоход можно выложить из кирпича или установить готовую, покупную конструкцию (обычно в виде сэндвич-трубы).

Собственную отопительную систему в частном или загородном доме можно соорудить на базе печи с водяным контуром. Такую печь можно собрать своими руками при наличии навыков каменщика. Самый простой вариант — просто установить уже готовую металлическую печь. При соблюдении всех рекомендаций система позволит отопить дом даже площадью более 150 м².