Правила установки колосниковой решетки

Как изготовить самодельный теплообменник

Регистр из нескольких труб

Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.

Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.

Материалы для изготовления

Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи

Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.

Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.

Расчет мощности теплообменника

Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.

При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.

Особенности конструкции

Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.

При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:

• ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
• толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
• зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.

Особенности монтажа

Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки

Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.

Порядок действий:

1. На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
2. При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
3. После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.

Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:

До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления

Обратим внимание и на другие сферы их применения

Разновидности колосников и основные типоразмеры

Неподвижные колосниковые конструкции

Цельнолитые – их еще называют «монолитные», «цельные» – представляют собой цельную конструкцию, выпускаемую в широком габаритном диапазоне для всех стандартных топочных камер. Для установки в печь колосниковая решетка этого типа подбирается с учетом длины и ширины камеры горения. В топочной камере она монтируется наиболее просто.

Неподвижные колосниковые грохоты

Составные конструкции состоят из набора отдельных элементов. Они устанавливаются в печках нестандартных габаритов. В этом случае колосники для печи подбираются с учетом нестандартной длины топочной камеры. При укладке колосников желательно просчитать количество отверстий между ними, так как необходимо обеспечивать свободное прохождение воздуха в зону горения и падение золы в поддувало. Площадь отверстий должна быть 40% от обшей площади конструкции.

Наиболее популярные неподвижные решетки – плоские плиточные. По форме они представляют собой прямоугольник и выпускаются различной величины. Корзинные печные колосники не пользуются спросом, так как они предназначены, в основном, для открытых печек. Балочные элементы получили свое название благодаря схожестью с балкой. Они набираются только вручную и могут использоваться для любых конструкций.

Подвижные и охлаждаемые колосниковые решетки

Подвижные полноповоротные конструкции состоят из четырех деталей – тяга, две секции и вал. Под воздействием тяги эти секции поворачиваются вокруг своей оси на 180°, облегчая освобождение от шлака и золы, открывая свободный доступ воздуха. Качающиеся колосниковые элементы совершают колебательные движения, поворачиваясь на угол от 20° до 30°. Эти колебания разрыхляют шлак, который падает вниз, в поддувало, облегчая чистку.

Что касается охлаждаемых колосниковых конструкций, то их использование ограничено областью применения. Такие конструкции используют, в основном, в твердотопливных котлах. Они выполнены из трубок, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Эту жидкость можно использовать для технических целей, например, для отопления. Охлаждающая жидкость позволяет материалу трубок выдерживать температуру до 1000°С.

Основные типоразмеры колосниковых решеток

Несмотря на то, что разные мастера-печники кладут печи различной формы, существуют определенные стандарты для габаритов топочных камер и, как следствие, для величины колосниковых решеток. Их размеры подбираются в зависимости от величины самой топки и от того, какое будет использоваться топливо. Конструкция должна выдерживать вес полной закладки топлива, и устанавливается так, чтобы, расширяясь при нагревании, не деформировать кладку.

Различают устройства для дров и для угля. Если в качестве топлива будут использоваться дрова, торф, топливные брикеты, то целесообразно использовать решетки с шириной от 15 до 35 сантиметров, с шагом между колосниками в 5 сантиметров. Длина может достигать 25 сантиметров. Максимальные размеры решеток для дров, выпускаемых промышленностью, равны 90×80 сантиметров.

При выгорании угля могут образовываться твердые фракции шлака значительной величины. Поэтому размеры решеток под уголь несколько больше – до 35 сантиметров по каждой из сторон. Если устройство набирается из отдельных элементов, то следует учитывать, что балочный колосник чугунный для печи имеет три типоразмера – 25, 33 и 47 сантиметров.

Особенности выбора чугунных колосниковых решеток

При выборе той или иной модели вы обязаны, в первую очередь, учитывать тип используемого топлива. Допустим, если вы планируете топить печь углем, то отдавайте предпочтение конструкции с размерами 30(35)х20,5 сантиметров, а вот если древесными брикетами или дровами, то габариты изделия должны быть от 14х12 сантиметров до 33х25,2 сантиметра.

Обратите внимание! Помимо того, при выборе колосника необходимо ориентироваться на расчет, что прутья изделия смогут выдерживать предельный вес одной порции загружаемого топлива. Для того чтобы выяснить, сколько именно килограммов сможет выдержать тот или иной вариант, поговорите с продавцом-консультантом

При наличии сомнений лучше проконсультируйтесь у специалиста.

Еще один важный момент – это ширина просветов. Для того чтобы вы с легкостью смогли очищать колосник от золы в будущем, площадь этих просветов должна соответствовать как минимум 40 процентам от суммарной площади. Если данный показатель будет меньшим, то топочная камера будет функционировать не так эффективно, потому что объема поступающего кислорода будет не хватать для полноценного горения. А если вентиляции мало, то там могут еще и накапливаться газы. И напротив, если площадь щелей превышает 40 процентов, то в щели вместе с остатками будет осыпаться не до конца прогоревшее топливо.

Чугунные колосники для печи

На протяжении веков внешняя и внутренняя конструкция печи менялась и совершенствовалась в целях повышения теплопродуктивности. Конструктивно могли измениться со временем такие элементы, как задвижка, плита, духовка, но неизменным при этом остается важный элемент очага – чугунный колосник для печи.

Конфигурация, габариты, стоимость колосника зависят от конструктивных особенностей печи, а также вида твердого топлива. Колосник – это решетка, установленная в топке, и разделяющая ее на две части: зольник и камеру сгорания. Он обеспечивает образование воздушного потока, поддерживающего процесс сгорания твердого топлива за счет естественной конвекции.

Задачи и виды

На печной колосник укладывается твердое топливо, а образующаяся при его сгорании зола ссыпается через отверстия решетки в зольник. Образующийся шлак не позволяет колоснику перегреваться. Колосниковая решетка обеспечивает качественную тягу снизу вверх, а совместно с дверцей печи позволяет регулировать силу и длительность пламени.

Для производства решеток используется чугун и сталь. Колосники из чугунного литья устанавливаются в печи и камины, поскольку не требует особых условий эксплуатации, отлично переносят высокие температуры. Стальные колосники используются преимущественно в промышленных цехах. Размеры чугунных колосников для печи, также как и вес, зависят от типа используемого топлива.

В зависимости от типа конструкции различают два вида чугунных колосников:

Цельный вид решеток не разбирается, подбирается индивидуально для печи в зависимости от размеров, которые имеет ее топка.

Наборные колосники состоят из определенного количества элементов, из которых можно собрать решетку требуемых габаритов.

Форма колосниковых решеток бывает четырех типов:

1. Плиточная плоская модель

Универсальная решетка плоской прямоугольной формы, подходящая для большинства твердотопливных каминов, котлов, печей. Чтобы купить такую, нужно точно знать типоразмер топки.

Корзинная

Конструкция такого типа использовалась на открытых очагах, сегодня она морально устарела.

Балочная

Конструкция этого вида представляет собой наборную модель, состоящую из одинарных или двойных чугунных реек, из которых можно собрать решетку нестандартных габаритов. При использовании балочного колосника рейки должны свободно помещаться в топку и выниматься из нее, при этом должен оставаться зазор на расширение не менее 5 мм во избежание деформации металла и кладки.

Подвижная

Печка длительного горения обычно оснащается колосником подвижного типа. Это конструкция, состоящая из вала и нескольких подвижных секций. Вертикальная и горизонтальная ось вращения вала улучшает процесс сгорания топлива и чистку решетки от золы, ширина зазоров в ней при этом регулируется. Угол поворота в 30 градусов приводит к разрыхлению шлака и осыпанию золы в зольник. Угол также может составлять 180 градусов, но установка такого подвижного колосника предполагает наличие специальных выемок в кирпиче, поэтому он имеет высокую стоимость и ограниченное применение.

Отдельным видом являются колосниковые решетки охлаждаемой конструкции, или КРОК, устанавливаемые в водогрейных печах и котлах водяного отопления. Они изготавливаются из цельнолитых чугунных труб. Через специальные отверстия подается воздух, осыпая золу, при этом поддерживается температура до 1000 градусов раскаленного твердого топлива. Внутри трубок циркулирует теплоноситель, охлаждая их.

Правила выбора

Выбор подходящей модели колосника должен основываться на типе используемого топлива. От этого зависит размер решетки и вес, которые она должна выдерживать при загрузке дров в топку. Для дровяных печей и каминов применяются маленькие решетки, для угольных – большие. Минимальный колосниковый размер составляет 140х120 мм, максимальный – 800/900х200 мм. Оптимальным размером для сгорания дров является 140/330х120/252 мм, для угля – 350/300х205 мм.

При установке колосниковой решетки в топку камина или другой печи необходимо сделать выемки по ее периметру не менее 5 мм, поскольку металл при нагревании будет расширяться. Уступ, на который она будет устанавливаться, должен быть стесан. Если установка производится в кирпичный камин, решетка должна размещаться на уровне ниже дверцы на один кирпич, чтобы угли не выпадали из топки. После укладки пазы заполняются песком (без добавления цемента). Правильный монтаж колосника осуществляется при размещении решетки расширяющимися зазорами между прутьев книзу, а не вверх.

Не важно, какую форму и стоимость имеет колосник. О его качестве можно судить лишь по материалу, из которого он изготовлен, толщине прутьев решетки и размеру просветов между ними

Варианты колосниковых решеток и их стоимость

В продаже представлены разные варианты колосниковых решеток для установки их в печи, камины и котлы. Как уже говорилось выше, изготавливаются эти изделия из чугуна или стали.

Оптимальным материалом всегда стоит рассматривать чугун. А лучшей сортом чугуна для изготовления жаропрочной фурнитуры является СЧ-15 (20). Маркировка об этом нередко проставляется непосредственно на изделии.

Колосниковые решетки, изготовленные из стали, стоят дешевле и весят значительно меньше чугунных аналогов. Однако, и срок их эксплуатации — значительно короче, так как они под воздействием высоких температур начинают деформироваться, приходя в негодность. И если приобретение планируется с расчётом на многолетнее повседневное использование печи, то стальные решетки лучше и вовсе не принимать в расчет. Они подойдут для декоративного камина, растапливаемого от случая к случаю, или для печи, которой пользуются нечасто. Например, это может быть уличный комплекс барбекю — можно сэкономить на стоимости изделия, а на период длительного простоя решетку с несложно снять и убрать в подсобное помещение.

Производством колосниковых решеток занимается немало литейных предприятий. Но не следует думать. Что формы и размеры изделий, как говорится, «берутся с потолка». В это сфере тоже имеется своя стандартизация.

Например, широким спросом пользуется продукция ЗАО «Литком» — «Рубцовского литейного комплекса ЛДВ». Все решетки изготавливаются в соответствии со стандартом СТО 3-2011 и разработанными жесткими техническими условиями. В таблице ниже представлены колосниковые решетки разных форм и линейных параметров, а также их стоимость на 2018 год.

Условные обозначения – довольно понятны.

«РУ» – решётка колосниковая для угля,

«РД» — решетка колосниковая для дров.

Изделия с такими индексами предназначены для печей, котлов и каминов бытового предназначения с максимальной тепловой мощностью до 8 кВт.

Если требуется решетка для более мощной печи или котла, то приобретается модель с добавленным буквенным индексом «П» — он обозначает предназначение изделия для промышленных печей или котлов, с тепловой мощностью от 8 до 100 кВт.

Безусловно, показанным в таблице ассортиментом одного производителя вовсе не ограничивается предложение специализированных магазинов. Чтобы определиться с выбором этого элемента печеной фурнитуры, если значение аббревиатуры в названии модели непонятно, можно проконсультироваться с продавцом или со специалистом в этой области. Но приобретать колосниковую решетку неясного происхождения — не стоит, так как она может подвести в самый ненужный момент. А подделки встречаются, причем, даже изготовленные их каких-то неясных по составу сплавов, но выдаваемых за качественный серый чугун.

Важно помнить, если заявленный материал изготовления решетки — чугун, то она по умолчанию не может быть слишком легкой и привлекательно дешевой

Разновидности колосниковых решеток

Колосниковые решетки по разным критериям подразделяют на несколько разновидностей.

Так, их можно разделить на монолитные и наборные.

— Монолитные модели решеток более распространены, монтировать их гораздо проще — они сразу укладываются в подготовленное для них гнездо требуемых габаритов. Широкий ассортимент форм и размеров представленных в продаже решёток чаще всего позволяет обойтись именно таким вариантом.

Варианты монолитной и сборной колосниковой решетки

— Сборные колосники составляются в единую конструкцию непосредственно на посадочном месте. Это могут быть модули с двумя ÷ тремя перемычками.

Сборная колосниковая решетка удобна в тех случаях, когда дно топочной камеры имеет сложную геометрическую форму, то есть в одном месте она должна быть уже, а в другом шире.

Сюда же можно отнести так называемую балочную колосниковую решетку — это тоже наборный вариант, состоящий из отдельных перекладин-балок. Элементы балочной решетки должны свободно проходить и извлекаться из топочной камеры через открытую дверцу.  Собственно, если разобраться, то именно такая отдельная балка и называется колосником.

Цены на колосники для печи

колосники для печи
Вот из таких отдельных деталей (колосников) формируется сборная балочная колосниковая решетка

На практике монолитные колосники при необходимости могут быть скомбинированы с наборными элементами, в случае той же нестандартной формы топочной камеры.

Плитная решетка имеет плоскую форму (чаще – прямоугольную, хотя встречаются и круглые колосники). Этот вариант изделий подходит для большинства отопительных твердотопливных приборов — печей, котлов, каминов. Плитный колосник выбирается в соответствии с проектом печи, в котором указаны параметры посадочного места.

Корзинная колосниковая решетка «Riva Grate»

Колосниковая решётка  корзинного типа. Этот тип решеток широко использовался ранее в каминах с открытыми очагами. Он удобен тем, что закладываемые дрова находятся не на поверхности колосника, а как бы внутри него, без риска выпадения наружу через отрытый очаг. Но в то же время доступ воздуха к топливу полностью сохраняется.

В наше время корзинные решетки используются в каминах уже не столь часто, так как многие владельцы домов предпочитают в основном закрытые топочные камеры с панорамными стеклянными дверцами. Тем не менее, и такие колосниковые решетки представлены в продаже. Кроме того, мастера-кузнецы охотно принимают заказы на их изготовление по индивидуальным проектам. И тогда корзинный колосник становится еще и декоративной деталью камина.

Корзинный колосник для камина, изготовленный мастером по индивидуальному заказу

Подвижная колосниковая решетка обычно предназначается для печей длительного горения. Конструкция может состоять из рамы и установленной в ней на оси самой решетки. Другой вариант – решетки с горизонтальным перемещением. Изменение положения колосника помогает его самоочистке – способствует разрыхлению шлака или залежей золы и удалению их в камеру зольника. В некоторых случаях подвижные решетки дают еще и изменение геометрии каналов для поступающего воздуха, что используется для управления режимами работы печи.

Один из вариантов конструкции подвижной колосниковой решетки

Существуют модели с поворотом секций на 180 градусов. Однако эта конструкция должна быть заложена в проекте печи, так как для такого перемещения решетки требуется обустраивать специальные выемки в кирпичной стенке. Поэтому эти модели имеют ограничения в применении и стоят достаточно дорого.

Отдельно стоит выделить охлаждаемый тип колосниковой решетки, которую обычно монтируют в водогрейные котлы или печи с контуром водяного отопления. По-другому их называют «КРОК» — «колосниковая решетка охлаждаемой конструкции». Изготавливается этот вариант изделий из монолитных жаростойких труб, в которых циркулирует теплоноситель, охлаждая их поверхности. Таким образом, в топке поддерживается температура, обеспечивающая безопасность работы агрегата, а система отопления получает дополнительный тепловой потенциал.

Схема колосниковой решетки типа КРОК

Чаще всего производства таких колосниковых конструкций используются прямоугольные или квадратные в сечении трубы, расположенные параллельно, с шагом в 15÷20 мм. В межтрубное пространство, на расстоянии 20÷30 мм относительно друг друга, вварены отрезки стальных прутов, которые являются компенсаторами жесткости решетки. С одной стороны трубы решетки соединены с коллектором, подающий охлажденный теплоноситель из трубы «обратки» отопительного контура а с другого в выходящий, по которому вода дальше поступает в основной теплообменник котла.

Есть печь — будет и дымоход

На рисунке изображена часть печи, для которой необходимо устроить дымоход горизонтальный.

Как говорилось ранее, мы должны соблюсти все параметры размеров внутреннего сечения. Если опыта в подобного рода работах недостаточно, то можно соорудить лекало соответствующего размера. С его помощью можно будет с успехом контролировать весь процесс укладки кирпича.

Как ранее говорилось, размер сечения внутренней части нашего дымохода будет составлять 125×125×140 мм.

Устраиваем горизонтальный канал

• Для этого укладываем два ряда кирпичей таким образом, чтобы у нас получился горизонтальный канал дымохода. На рисунке становится понятным, как это сделать. Кирпичи укладываются обычным способом для кирпичной кладки.
• Единственное, что потребуется, — это строгое соблюдение толщины швов. Так как в обычной кирпичной стене разница в несколько миллиметров не играет большой роли, в дымоходе эта разница приведет к изменению внутреннего сечения дымохода.
• Поэтому укладывая каждый кирпич, внимательно проверяйте и регулируйте толщину шва и горизонтальность укладки. Сделать это можно с помощью строительного уровня.

При необходимости кирпич подбивается молотком с резиновым наконечником или обычным молотком с деревянной подложкой. Напоминаем, толщина шва у нас 3 мм

Подготовка к перекрытию

Канал дымохода готов. Необходимо выполнить перекрытие. Для этого подготовим канал. Прокладываем еще один ряд по схеме, указанной на рисунке.

Теперь все готово для укладывания перекрытия

Что еще важно знать. Укладывая кирпичи, внимательно следите за выступающим раствором. Весь выступающий раствор необходимо тщательно удалять

Весь выступающий раствор необходимо тщательно удалять.

Внутренние швы по возможности должны быть заполнены раствором полностью. Недостатки раствора образуют дополнительные ступеньки, на которых впоследствии будет накапливаться сажа.

Кирпич перекрытия — умение, сноровка, желание, тренировка

Как правильно уложить кирпичи перекрытия? Тут нужна определенная сноровка и знания. Приступаем:

• Прикладываем кирпич без раствора и определяем ту часть, которая находится внутри канала дымохода на оборотах.
• С помощью шлифовальной машинки скругляем острые углы так, как показано на ранней схеме.

• Что касаемо раствора. Укладывая кирпичи перекрытия, раствор накладывается на укладываемый кирпич и ни в коем случае на кирпичи кладки.
• Приложите кирпич и определите, какими частями он соприкасается с кладкой дымохода. Как видно из рисунка, он примыкает к кладке одной тычковой и ложковой частью полностью и половинкой пастели.
• На данные части наложите раствор и распределите по возможности ровным слоем. Учтите, для того чтобы кирпич не западал в стороны, по краям должно быть немного больше раствора, чем в центре.
• Раствор наносится на кирпич в перевернутом состоянии. Когда раствор нанесен, укладываем кирпич и плотно прижимаем его ложковой и тычковой частью.

Точность имеет значение

После чего с помощью уровня делаем необходимое измерение. При необходимости кирпич подбиваем с помощью резинового молотка. Ни в коем случае не следует ударять по части, находящейся над дымовым каналом.

Можно поддерживать одной рукой кирпич снизу и проводить необходимые манипуляции. Таким образом укладывается весь ряд. В итоге у вас должно получиться так, как показано на снимке.

Повторимся, укладывая последний кирпич перекрытия, проверьте размер вертикального оборота. При необходимости подрежьте кирпич настолько, чтобы вертикальный канал соответствовал размером горизонтальному каналу.

Теперь все можно повторить в обратном направлении. Так укладывается весь дымоход.