Теплообменник для теплого водяного пола своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 11.09.2024

Обыкновенная печь из кирпича это пожалуй лучшее что могли придумать люди для отопление своего жилища. Лучше и экономичнее нет ни чего. Плюсов у кирпичной печи несчётное множество, от микроклимата, до уюта в дома. А минусов практически нет.

Как вы думаете - какое отопление в частном доме самое экономичное если нет газа?

Какую печь поставить в своём загородном доме

С самого начала планировки дома я стал продумывать все возможные варианты отопления. Приоритетным для меня соответственно является газовое отопление, так как по периметру участка проходит газовая труба с газом, конечно и отапливаться удобно. Но, к сожалению, так сложилось, что к электрическим и газовым службам у меня очень маленький процент доверия, поэтому я решил сложить дровяную кирпичную печь в своём доме.

Изначально я долго сомневался, какую печь мне установить, либо готовый дровяной котел металлический, либо кирпичную печь. Поразмыслив в голове, Я всё-таки остановился на кирпичной печке, так как после протопки она имеет большую теплоемкость и очень долго отдает тепло. Хоть и на её возведение уходит гораздо больше средств и времени. Проще конечно взять готовый. В топочную часть печки решил установить 3 водяных контура объемом каждый по 8 л.

Теплообменники решил сделать так чтобы они были съемными и ремонтно-пригодными, чтобы можно было в любой момент их вынуть устранить протечку или почистить от сажи и от копоти.

При строительстве печки я отошёл от всех принятых норм решил класть её не на глиняный раствор, а на кладочную цементно песчаную смесь. Долго пытался найти в Интернете информацию можно ли класть печи на цементно-песчаный раствор или нет но к сожалению спустя после многих дней поиска я так и не нашел никакой информации. Единственное что удалось выяснить, что бетон разрушается под действием высоких температур это 800 градусов и более. Я так прикинул это как надо сильно топить печку чтобы она у меня разогрелась до температуры 800 градусов. Если такое случится, то у меня на расстоянии метра всё вспыхнет соответственно печку до такой температуры нагружать не буду, а значит можно попробовать положить кирпич на песчаною бетонную смесь.

Перед тем, как класть печь я решил всё таки испытать бетон на прочность. Клал бетонные кирпичики которыми вымащивают дорожки в топку печи для бани и в мангал. Жарил бетон по полной программе и ждал, когда он разрушится и рассыплется, но мне так и не удалось этого увидеть. Единственное что понял раскалённый бетон при контакте с холодной водой сразу лопается. Думаю, что мою горячую кирпичную печь никто не будет поливать холодной водой, поэтому решил рискнуть и положить печь на кладочную смесь.

После того как выложил топочное отделение решил над ним установить чугунную плиту для того чтобы можно было быстро получить тепло в дом. Спустя 2 недели дело дошло до задвижки дымовой трубы. Трубу решил сделать асбестовую, так как она меньше конденсирует. Хотя можно было воспользоваться и сэндвич трубой из нержавейки. Пощупав цены мне как-то перехотелось устанавливать сэндвич трубу из нержавейки. Уж больно дорого оно стоит, а асбестовая труба диаметром 150мм у меня была в наличии. Хотя опять-таки, судя по Интернету многие против таких труб, так как якобы они взрываются. Хотя из личного опыта не припомню таких случаев. Я с самого детства ездил на дачу то к одному деду, то к другому деду и у всех стояли кирпичные печки с такими трубами и всё было нормально ни у кого не взрывалась и ничего не лопалась. Думаю и меня эта участь обойдет стороной. После того как выложил топочное отделение решил над ним установить чугунную плиту для того чтобы можно было быстро получить тепло в дом.

Какую дымовую трубу поставить на печь

Спустя 2 недели дело дошло до задвижки дымовой трубы. Трубу решил сделать асбестовую, так как она меньше конденсирует. Хотя можно было воспользоваться и сэндвич трубой из нержавейки. Пощупав цены мне как-то перехотелось устанавливать сэндвич трубу из нержавейки. Уж больно дорого оно стоит, а асбестовая труба диаметром 150мм у меня была в наличии. Хотя опять-таки, судя по Интернету многие против таких труб, так как якобы они взрываются. Хотя из личного опыта не припомню таких случаев. Я с самого детства ездил на дачу то к одному деду, то к другому деду и у всех стояли кирпичные печки с такими трубами и всё было нормально ни у кого не взрывалась и ничего не лопалась. Думаю и меня эта участь обойдет стороной.

Спустя три недели я доделал печку потратив на неё 500 кирпичей теперь осталось дождаться, когда она просохнет и пробовать начинать топить.

Теплообменник – устройство, предназначенное для эффективной передачи тепла от одного теплоносителя другому.

Такой процесс может быть осуществлён несколько раз в одной системе, ведь частным случаем теплообменника является и радиатор отопления, и газовый или электрический котёл.

Наиболее распространённая модель теплообменника, используемая в системе отопления, представляет собой 2 металлические ёмкости, которые подобно матрёшке находятся одна в другой, и через металлическую стенку производят передачу тепла.

Достоинства такого механизма заключается в том, что благодаря герметичной конструкции не происходит взаимное перемешивание однородных сред, а при использовании разных по физическим свойствам теплоносителей не происходит перемешивания.

Делаем своими руками

Прежде, чем приступать к изготовлению теплообменника, необходимо определиться с тем какой принцип передачи тепла будет реализован в таком устройстве.

Изготовление пластинчатого теплообменника

Для изготовления такого устройства необходимо приготовить следующие материалы и инструменты:

сварочный аппарат;
болгарка;
2 листа нержавеющей рифлёной стали толщиной 4 мм;
плоский лист нержавеющей стали толщиной 4 мм;
электроды;

Процесс сборки:

Из нержавеющей, рифлёной стали нарезаются квадраты со стороной 300 мм, в количестве 31 шт.
Затем, из плоской нержавейки нарезается лента шириной 10 мм и общей длиной 18 метров. Данная лента разрезается на отрезки длиной 300 мм.
Рифлёные квадраты свариваются друг с другом, полосой 10 мм с двух противоположных сторон, таким образом, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.
В итоге, получается 15 секций, обращённых в одну сторону, и 15 в другую в одном корпусе кубической формы. Рифлёная поверхность таких секции позволяет эффективно передавать теплоту от одного теплоносителя другому, при этом, не происходит взаимное перемещение различных или однородных сред.
В том случае, когда используется для передачи тепла не воздушная масса, а жидкость, к тем секциям, в которых будет циркулировать вода, приваривается коллектор из нержавеющей стали. Коллектор изготавливается из плоской нержавейки. Для этой цели болгаркой вырезаются прямоугольники: 300 *300 мм – 2 шт; 300 *30 мм – 8 шт. Таким образом, получится комплект, из которого сваривается 2 коллектора, которые напоминают по своей форме квадратную крышку от коробки.
В каждом из коллекторовделается отверстие, к которому приваривается патрубок для последующего соединения с трубами отопительной системы или обеспечения горячим водоснабжением.
Отверстия на коллекторах делаются у одного из углов а, а при установке их на теплообменник входной патрубок должен быть расположен в нижней части такой конструкции, а выходной – в верхней.

Рассмотренный выше теплообменник устанавливается открытой стороной в систему циркуляции горячих газов.

Таким образом, раскалённый газообразный теплоноситель будет передавать теплоту рифлённым стенкам нержавеющих пластин, которые, в свою очередь, будут нагревать жидкость.

Теплообменник такой конструкции можно использовать для передачи тепла от одной жидкости, к другой. Для этого на открытые части пластин приваривается с 2 сторон стальная рубашка с патрубком вышеописанной конструкции.

Чертеж:

Изготовление водяного теплообменника для печи

Обычная дровяная печь может не только отапливать помещение традиционным способом, но и использоваться для нагрева воды для отопления комнат, в которых данный обогревательный прибор не установлен.

Для изготовления такого устройства понадобятся следующие материалы и инструменты:

труба стальная диаметром 325 мм, длиной 1 метр;
труба стальная диаметром 57 мм, длиной 6 метров;
стальной лист толщиной 4 мм;
сварочный аппарат;
электроды;
газовый резак;
белый маркер;

Процесс изготовления:

Цилиндр из трубы диаметром 325 мм устанавливается вертикально на стальной лист и обводится маркером или мелом.
Обведённая окружность вырезается газовым резаком. Затем по получившемуся металлическому блину изготавливается ещё одна окружность такого же диаметра.
В каждом из таких блинов вырезается 5 отверстий диаметром 57 мм. Такие отверстия должны быть равноудалены друг от друга, а также от середины блина и его края. Блины привариваются к цилиндру таким образом, чтобы их отверстия располагались напротив друг друга.
Труба 57 мм нарезается болгаркой на отрезки длиной 101 см. Необходимо подготовить 5 таких отрезков.
Каждый отрезок трубы устанавливается в отверстия таким образом, чтобы края этой трубы на 1 мм выходили из отверстий верхних и нижних “блинов”. Электросваркой отрезки труб свариваются. В результате, получается металлический цилиндр, внутри которого находятся трубы меньшего диаметра. По этим трубам будет проходить горячий воздух и дымовые газы, в результате чего, труба будет нагреваться и через свои стенки передавать тепло жидкости, которая будет находиться внутри цилиндра.
Для осуществления циркуляции жидкости внутри металлического цилиндра, в нижней и верхней его части привариваются патрубки. Снизу такой конструкции будет подаваться холодная вода, в верхней – осуществляться забор нагретой таким образом жидкости.

Воздушный теплообменник

Воздушный теплообменник – это пластинчатый прибор, который изготавливается по тому же принципу, как и вышеописанный в данной статье пластинчатый теплообменник, только с той лишь разницей, что коллектор на такое устройство не устанавливается.

Как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, через устройство в качестве теплоносителя используется газ. Только для нагрева используются горячие газы образованные в результате горения топлива, а в качестве нагреваемого газа выступает воздух, который для большей эффективности может подаваться через теплообменник принудительно с помощью вентилятора.

Труба в трубе

Теплообменники такой конструкции очень просты в изготовлении и в эксплуатации.

Для того, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно, понадобятся следующие материалы и инструменты:

электросварка;
электроды;
болгарка;
труба диаметром 102 мм, длиной 2 метра;
труба диаметром 57 мм. длиной 2 метра;
стальной лист толщиной 4 мм;

Процесс изготовления:

Из листовой стали вырезаются заглушки, в середине которых делаются отверстия диаметром 57 мм.
Эти заглушки привариваются к трубе 102 мм, таким образом, чтобы отверстия заглушек оказались посередине диаметра трубы. В эти отверстия заводится труба 57 мм и качественно проваривается по окружности.
В основной трубе 102 мм делается 2 отверстия для установки входящего и выходного патрубков. Эти отверстия должны располагаться как можно дальше друг от друга.

Принцип работы такого теплообменника очень прост: горячий теплоноситель, проходя по трубе меньшего диаметра, через металлические стенки трубы отдаёт тепло, жидкости, которая находится в полости трубы большего диаметра. Таким образом, происходит передача тепловой энергии, в то же время не происходит перемешивания жидкостей, которые могут быть не однородны, например вода и минеральное масло.

При подключении такой системы, как правило, теплообменник располагается в горизонтальной плоскости, а циркуляция жидкостей для повышения КПД осуществляется разнонаправлен

Чертеж собранного водо-водяного теплообменника труба в трубе:

Промывка теплообменника

Своевременная промывка и очистка таких устройств, позволяет служить таким приборам много лет безотказно. Особенно нуждаются в своевременной очистке теплообменники, которые в качестве теплоносителя используют разогретые газы от сжигания твёрдого топлива.

Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.

Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.

Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.

Подобным образом происходит очистка системы теплообмена “труба в трубе”. Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.

Существует 2 типа теплообменников:

Поверхностный

Наиболее распространённый тип теплообменника, который получил распространение не только в системах отопления зданий, но и во многих производственных процессах. В качестве теплоносителя, который может быть использован для передачи тепла в таких устройствах, используется не только вода, но и водяной пар, различные минеральные масла и химические вещества.

Поверхностные модели разделяются на рекуперативные и регенеративные:

Рекуперативные – передают тепло через стенку теплоносителя.
Регенеративные – такие теплообменники функционируют в периодическом режиме. Сначала горячий теплоноситель нагревает поверхность теплообменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.

Смесительный

При использовании такого вида устройств, происходит проникновение горячего теплоносителя в холодный. В результате такого смешивания, происходит прямая передача тепла. В системе отопления такой вид теплопередачи используется редко.

Обычно, смесительный способ, применяется при солнечном нагреве воды, когда теплоноситель из теплогенератора поступает в накопительную ёмкость, в которой происходит смешивание, горячей и холодной жидкости.

Домашний уют во многом обусловлен тем микроклиматом, который царит в доме. Однако центральная система отопления далеко не всегда позволяет создать желаемые условия, поэтому часто наилучшим выходом оказывается система теплого пола, которая эффективно справляется со своей задачей даже в лютый холод, обеспечивая быстрый и качественный обогрев. Помещение прогревается наиболее равномерно, в квартирах на первых этажах это настоящее спасение. Из этой статьи Вы узнаете, как правильно подключить водяной теплый пол к центральному отоплению при помощи пластинчатого теплообменника.

Устройство теплообменника, как посредника

Но сначала давайте подробно рассмотрим, как именно он работает. Итак, теплообменники рассматриваемого типа делятся на неразборные (паяные) и разборные, их производят из самых различных материалов. Стать и латунь предусматривают использование в условиях сильного давления. Медные варианты с большим успехом применяются в пивной промышленности, они удобны для резкого охлаждения пива, тут высокое давление отсутствует, зато нужна хорошая скорость теплопроводности, которой как раз таки и обладает данный цветной металл. Поэтому данный теплообменник подходит для подключения водяного теплого пола к центральному отоплению.

Вообще такие теплообменники имеют широкую сферу применения, их успешно задействуют в системах охлаждения, отопления, при работе с химикатами, вместе с солнечными коллекторами при подключении к бойлеру и так же при подключении водяного теплого пола к центральному отоплению.

Данные для расчётов

Расчёты и проектирование базируются на нескольких характеристиках помещения, а также выборе варианта отопления — основное или дополнительное. Немаловажными показателями являются тип, конфигурация и площадь помещения, в котором запланирован монтаж такого вида отопительной системы. К оптимальному варианту относится использование поэтажного плана с указанием всех необходимых для расчётов параметров и размеров. Допускается самостоятельное выполнение максимально точных замеров.

График расчета теплого пола

Чтобы определиться с величиной теплопотерь, потребуется наличие следующих данных:

тип материалов, использованных в процессе строительства;
вариант остекления, включая тип профиля и стеклопакета;
температурные показатели в регионе проживания;
использование дополнительных источников обогрева;
точные размеры площади помещения;
предполагаемый температурный режим в помещении;
высота этажа.

Кроме того, учитывается толщина и изоляция пола, а также вид предполагаемого к использованию напольного покрытия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность всей отопительной системы.

При выполнении расчётов следует принимать во внимание желаемую для обустраиваемого помещения температуру.

Расход трубы теплого пола в зависимости от шага петли

Шаг, мм	Расход трубы на 1 м2, м п.
100	10
150	6,7
200	5
250	4
300	3,4

Для чего нужен теплообменник?

Рассмотрим пластинчатый неразборный теплообменник. На корпусе присутствует четыре выхода, то есть два контура. Устройство разделяет потоки по давлению, по температуре и т. д., может применяться для охлаждения, однако, нам он необходим для отопления, чтобы обеспечить правильное подключение теплых полов. На один контур подключается данная система, а на другой – ТЭЦ. Прямое подключение водяного теплого пола к центральному отоплению может быть связано с опасностью быстрого выхода из строя теплых полов, так как для теплоносителя ТЭЦ свойственны высокие температуры, сильное давление, здесь также специальные химические реактивы и множество мусора. Все эти факторы явно не поспособствуют продлению срока службы теплых полов.

Так, теплообменник позволяет создать в домашних условиях автономную систему теплого пола с незагрязненной водой и оптимальным давлением. С одной стороны пластины идёт грязная вода от ТЭЦ с большим давлением, а с другой – чистая вода от нашей автономной системы с маленьким давлением. Такая пластина обеспечивает четкое герметичное разделение, качественную теплопередачу, смешивание потоков полностью исключается. Число таких тонких пластин определяет мощностные характеристики теплообменника.

Как сделать обменник своими руками

Для теплообменника с емкостью потребуется бак, пара трубок из меди. Можно использовать листовую сталь в толщину 2,5- 3 мм, сварить из нее резервуар нужногО объема.
Установите емкость от пола не менее 1 метра, от печи – не менее 3 метров.
Проделайте два отверстия справа, ближе к конструкции и слева – наверху.
Подведите к печи нижний отвод, под наклоном в 2- 3 градуса.
Подключите верхний отвод под углом в 20 гр., только в обратную сторону.
Врежьте в нижний отвод на выходе кран для слива воды из бака.
Внизу еще один кран для слива воды из всей системы.
Проверьте конструкцию, она должна быть герметичной, можно заполнить водой и под легким напором выявить места протечки, устранить их.

Подбор теплообменника для подключению ТЭЦ

Для того, чтобы правильно подобрать теплообменник для подключения водяного теплого пола к центральному отоплению, нужно определить степень загрязненности теплоносителя, чтобы понять, насколько вода нуждается в очистке. Если налет небольшой, то вполне хватит фильтра грубой очистки, задерживающего в себе стружку и окалину. Такой фильтр можно очистить специальными средствами, если через какое-то время он загрязнится и потребует очистки.

На каждом теплообменнике обязательно имеется информация о типе изделия, фирме-производителе, указывается максимальное и тестовое давление, максимальная рабочая температура, схема расположения крепления, обязательно обозначение контуров, которые могут располагаться как по диагонали, так и в вертикальной плоскости. Специальная стрелка показывает направление монтажа изделия, то есть, в каком именно положении его следует устанавливать. Важно понимать, как происходит отток теплоносителей. Сама циркуляция осуществляется за счет так называемого циркуляционного насоса.

На схеме в паспорте обычно можно найти, как правильно осуществить установку. Например, один из вариантов – прижать изделие к стене крепежной лентой или консолью и, воспользовавшись специальным уголком, прикрутить. Фильтры являются обязательными к установке, необходим хотя бы грубый фильтр.

Как выбрать котел?

Котел выбирается по мощности. Если вы считали полы в программе, то получили значения мощности для каждой комнаты. Сложите их, и получите мощность вашего будущего котла.

Обратите внимание:
мощность котла должна быть на 15 процентов больше, чем мощность полов. Если котел будет работать на 100% загрузке, то он быстро выйдет из строя.

Обычно минимальная мощность современных котлов 24 киловатта. Этого достаточно для отапливания дома площадью до 120 м2 (при стандартной высоте потолков до 3 метров). В большинстве котлов есть встроенный насос, поэтому приобретать его отдельно не нужно. На входе и выходе котла рекомендуется устанавливать пластиковые запорные клапаны.

Если вдруг вам придется снимать котел на обслуживание или ремонт, то вам не придется сливать всю воду из системы — вы просто закроете клапаны.

Монтаж теплообменника

Монтаж чаще всего осуществляется по вертикали. Диаметр подключения, габариты и мощность подключения водяного теплого пола к центральному отоплению могут быть разными в разных устройствах. Особое внимание хочется уделить именно диаметрам подключения. Мощность лучше брать с запасом, ведь этот параметр не соотносится с размерами, разница может составить лишь несколько сантиметров. При этом увеличивается инерция теплосъема. Это актуально в особенности в тех случаях, когда температура от ТЭЦ не слишком высокая, например, если она составляет не более семидесяти градусов.

После того как установлен распределитель теплого пола, на него собирается насос с трехходовым клапаном. Далее осуществляется монтаж электрокотла (для межсезонного использования), включая необходимое навесное оснащение. То есть, сначала соединяется подача теплообменника от котла, затем врезаются тройники, распределитель с клапаном соединяется, ставятся термометры и в наиболее удобном месте устанавливается расширительный бак, например, можно сделать это под раковиной. Необходимо осуществлять монтаж таким образом, чтобы был обеспечен удобный доступ ко всему оборудованию.

Посмотрите подробное видео по тому, как подключить водяной теплый пол к центральному отоплению через теплообменник:

Если схема была смонтирована неверно, то последствия могут быть негативными, поэтому ошибок допускать ни в коем случае нельзя. Лучше доверить такую работу опытным профессионалам, которые в курсе всех возможных нюансов.

Что такое водяной теплый пол

В панельных домах наружные стены и пол зимой чаще всего не обеспечивают достаточно комфортных условий проживания. Особенно остро эта проблема стоит, если в семье есть маленькие дети, которые любят играть на полу.

Если прогреть всю поверхность полового покрытия, то сквозняки будут исключены. Пыльные ковры, теплые тапочки, шерстяные носки дома больше не понадобятся даже во время самых сильных морозов. Для этого необходимо по всей площади отапливаемого помещения уложить под пол трубы, в которых будет циркулировать теплая вода.

Из чего состоит

Конструкция ТП технологически сложнее традиционного отопления с помощью радиаторов. Обычно греющие трубы заливают сверху бетонным монолитом. Существуют более современные способы сухого монтажа стандартными блоками.

Для уменьшения потерь тепла на бетонные плиты перекрытия укладывают пенополистирол. Под него подкладывают гидроизоляцию из полиэтиленовой пленки, заворачивая края и фиксируя скотчем.

Перед заливкой бетонной стяжки по периметру комнаты устанавливают демпферную ленту. Она компенсирует температурное расширение бетона.

Перечень основных компонентов монолитного теплого контура:

Гидроизоляционная пленка бетонного основания.
Утеплитель — пенополистирол толщиной 3–5 сантиметров.
Демпферная лента по периметру комнаты.
Греющая труба — металлопластик или сшитый полиэтилен диаметром 16–20 мм с толщиной стенки 2 мм.
Бетон, толщина слоя 80–100 мм.
Напольное покрытие: ламинированная доска, линолеум, керамическая плитка.
Трехходовой клапан смесительного узла с термостатом.
Циркуляционный насос.
Коллектор с запорными кранами подающей и обратной трубы.
Автоматические воздухоотводчики.
Теплообменник.
Фильтр.
Расширительный бак.
Манометр.

Принцип действия

Поскольку греется весь пол в помещении, то температура теплоносителя системы отопления (СО) обычно поддерживается в пределах 25–35 градусов. Этого вполне достаточно для компенсации потерь тепла через наружные стены, окна, балконные двери.

Интенсивность нагрева регулируется вручную или термоголовками на запорных вентилях. При этом остается зависимость от температуры теплоносителя централизованной СО.

Преимущества

Главное достоинство ТП отражено в названии этой системы. Повышенная комфортность объясняется также отсутствием сквозняков, поскольку воздух внутри помещения прогревается равномерно по всей площади.

Расходы на отопление снижаются на 10–15 %, по сравнению с использованием обычных радиаторов, которые сначала греют потолок. Горячий воздух от батарей поднимается вверх, потом по мере остывания опускается вниз и охлажденным потоком движется к отопительным приборам. Пол остается холодным.

ТП обладает и другими достоинствами:

Создает и поддерживает идеальный микроклимат в квартире. Дети могут играть на полу без риска простудиться.
Равномерность прогрева исключает появление сырости и плесени на стенах.
Срок службы — до 50 лет.
Отсутствует вредное электромагнитное поле, неизбежное для электрического подогрева пола жилого помещения.

Недостатки

Тонкие трубы должны быть надежно защищены сверху бетонным монолитом, чтобы выдерживать вес тяжелой мебели. Дополнительная нагрузка на плиты перекрытия может отрицательно сказаться на устойчивости многоквартирного дома.

Настройка всех ответвлений ТП занимает много времени вследствие инерционности всей системы. Длина одной трубы достигает 60–80 метров. Кроме того, изменение температуры поверхности пола станет заметно только после прогрева бетонного монолита.

Есть и другие недостатки:

Высокая стоимость монтажа. Требуются специфические навыки, знания, опыт.
Если трубы были некачественными, то ремонт забетонированной системы практически невозможен.
Сложность получения разрешения на изменение конструкции отопительной системы.
Срок окупаемости понесенных затрат составляет десятки лет.

Стяжка

ВАЖНО: верхний слой стяжки заливают только при заполненном контуре. Но перед этим, металлические трубы заземляют, и закрывают толстой полиэтиленовой плёнкой. Это важное условие, для предотвращения коррозии вследствие электрохимических взаимодействий материалов.

Вопрос армирования можно решить двумя способами. Первый – положить сверху трубы кладочную сетку. Но при таком варианте, возможно появление трещин в следствии усадки.

Другой способ – дисперсное армирование фиброй. При заливке водяных тёплых полов, лучше всего подходит стальная фибра. Добавленная в количестве 1 кг/м3 раствора, она равномерно распределится по всему объёму и качественно повысит прочность застывшего бетона. Полипропиленовая фибра, для верхнего слоя стяжки подходит гораздо меньше, ибо прочностные характеристики стали и полипропилена даже не конкурируют друг с другом.

Ускорить созревание стяжки можно при включении в рецептуру специальных добавок. Некоторые из них вызывают полную гидратацию цементу уже через 7 суток. И кроме этого значительно уменьшают усадку.

Определить готовность стяжки можно, если положить на поверхность рулон туалетной бумаги, и накрыть его кастрюлей. Если процесс созревания окончился, то на утро бумага будет сухая.

Рассчитываем циркуляционный насос

Чтобы система получилась экономичной, нужно подобрать циркуляционный насос, обеспечивающий нужный напор и оптимальный расход воды в контурах. В паспортах насосов обычно указывают напор в контуре самой большой длины и суммарный расход теплоносителя во всех петлях.

На напор оказывают влияние гидравлические потери:

∆ h = L*Q²/k1, где

L — длина контура;
Q — расход воды л/сек;
k1 — коэффициент, характеризующий потери в системе, показатель можно взять из справочных таблиц по гидравлике или из паспорта на оборудование.

Зная величину напора, вычисляют расход в системе:

Q = k*√H, где

k — это коэффициент расхода. Профессионалы принимают расход на каждые 10 м² дома в пределах 0,3-0,4 л/с.

Среди составляющих теплого водяного пола особая роль отводится циркуляционному насосу. Только агрегат, мощность которого на 20 % превышает фактический расход теплоносителя, сможет преодолеть сопротивление в трубах

Цифры, касающиеся величины напора и расхода, указанные в паспорте, нельзя воспринимать буквально — это максимум, а фактически на них оказывает влияние протяженность, геометрия сети. При слишком большом напоре уменьшают длину контура или увеличивают диаметр труб.

Преимущества и недостатки

Преимущества водяных тёплых полов во всей полноте раскрываются только при использовании дешёвых энергоносителей, как-то: газ, уголь, дрова. Нагрев теплоносителя электрическим котлом, приблизительно в 7 раз более затратный, чем при использовании газового оборудования.

Гигантская теплоёмкость системы водяного тёплого пола, ещё один плюс. Комната, в которой находится ≈ 100 кг/м2 нагретого бетона, быстро остыть не может (в расчёт берётся только верхний слой стяжки).

Но и минусы тоже есть. Прежде всего, это чудовищная инерционность. Чтобы прогреть такой слой стяжки, необходимо время и энергия.

Инерционность подводит к тому, что регулировка температуры водяного тёплого пола, весьма условна. Контролирующая аппаратура снимает показатели температуры с теплоносителя, поверхности пола и воздуха (в некоторых терморегуляторах). Но вносимые через терморегулятор изменения, очень медленно проявляются.

Когда в доме имеется печь, то не стоит торопиться ее разбирать. Ведь, установив в ней теплообменник, можно провести модернизацию оборудования и сделать отопительную систему более усовершенствованной. Как сделать теплообменник, да еще и своими руками для отопления частного дома, будет интересно узнать всем домовладельцам, кто до сих пор использует печное отопление.

Функциональные особенности теплообменников

Прежде чем начать изготавливать теплообменник, следует понять характер выполняемой им функции в отопительной системе. Принцип работы этого приспособления реализован в устройствах электрокотлов, газовых и твердотопливных. Теплообменник представляет собой конструкцию из изогнутых труб, которые размещаются внутри отопительного оборудования и нагреваются при помощи источника энергии.

По трубам теплообменника проходит теплоноситель, например, вода, которая нагревается и отправляется в радиаторы, на ее место поступает остывшая вода из батарей и снова нагревается. Таким образом, происходит отопление дома. В качестве теплоносителя могут использоваться газы, тогда в качестве нагревательного элемента будет работать рекуператор. Однако в жилых домах такой аппарат используется крайне редко.

Установив в печь теплообменник, можно получить полноценную систему отопления.

Подбор материала

Следует сразу отметить, что в домашних условиях создать теплообменник как на заводе практически невозможно. Вместе с тем, самодельная конструкция по функционалу не будет уступать созданной на предприятии.

Можно придать любую форму конструкции, но наиболее популярными вариантами является система, выполненная из нескольких металлических труб в виде решетки или пластин. В связи с тем, что температура горения достаточно высокая, тем более когда в качестве топлива используется уголь, следует особое внимание уделить выбору материала, а также уровню качества швов сварки. Кроме того, важную роль имеет тип металла, поскольку у каждого своя теплопроводность. Если взять медную трубу, то она в 7 раз будет превышать коэффициент теплопроводности, чем аналогичная труба, изготовленная из стали. При идентичном диаметре и объеме передаваемого тепла достаточно 3,5 метра медной трубы, при этих же параметрах стальной понадобится 27 метров.

Нагревательные элементы из меди самые дорогие, но эффективные. Если нет возможности потратиться на приобретение таких материалов, можно приобрести стальные трубы, но при этом их диаметр должен быть не менее 3,5 сантиметров.

Для справки! В том случае, если в качестве топлива будет использоваться уголь, то наиболее рациональным вариантом будет установка теплообменника из чугуна. Это самый прочный и теплоустойчивый металл. Кроме того, в качестве нагревательного элемента можно использовать старые чугунные батареи.

Расчет мощности

Очень сложно сделать идеальную систему отопления, не зная мощности теплообменника. При расчете данного показателя следуют учесть следующие параметры:

диаметр труб;
длину нагревательного прибора;
теплопроводность используемого металла;
максимальную температуру горения топлива;
скорость циркуляции жидкости.

Если установить данные исходные величины проблематично, можно воспользоваться усредненным расчетом, исходя из того, что для получения мощности в 1 кВт, понадобится метр трубы с радиусом не менее 2,5 сантиметров.

Конструкция и монтаж

Нагревательный элемент может быть выполнен в виде регистра – решетки из гладко сваренных труб. Это наиболее распространенная конструкция. Однако ее можно упростить, сделав в виде бака, в форме цилиндра или прямоугольника. Основное условие – достаточная площадь для осуществления процесса обмена жидкости.

При изготовлении нагревательного элемента требуется соблюдение следующих правил:

Во избежание закипания воды внутренний объем труб должен быть не менее 50 мм.
Металл не должен прогорать, поэтому его рекомендуемая толщина составляет минимум 3 мм.
При нагреве металл имеет способность расширяться, этот момент следует учесть, предусмотрев расстояние между стенами топки и нагревательным элементом.

Процесс установки нагревательного элемента состоит из нескольких простых действий:

на дно топочной емкости печи уложить теплообменник;
в печи предусмотреть отверстия для труб.

Далее следует соединить нагревательный элемент с отопительной системой и запустить воду.

Преимущества теплообменника

Нагревательный элемент в системе отопления, установленный в печи, имеет свои преимущества. Среди основных плюсов можно выделить следующие:

Простота изготовления и монтажа.
В доме появляется комбинированное отопление, что дает возможность отапливать большие площади, а не только локально одно помещение.
Возможность использовать разные виды топлива. Например, котлы ориентированы только на конкретный вид, а печь можно топить любыми твердыми энергоносителями.
Печь придает интерьеру особый шарм и уют, а благодаря новой функции она будет приносить еще больше пользы.

Несмотря на очевидные преимущества, следует отметить, что в сравнении с котлами, сделанными в заводских условиях, КПД будет ниже, кроме того, отсутствует автоматический контроль температуры нагрева теплоносителя. Вместе с тем, стоимость заводских котлов не каждому по карману, а изготовление отопительной системы своими руками с использованием самодельного элемента нагревания под силу каждому.

Читайте также: