Нагрев воды в бане через теплообменник
Roof-store.ru

Строительный портал

Нагрев воды в бане через теплообменник

Как сделать печь для бани с теплообменником своими руками

Дровяные печи для бани с теплообменником традиционно используются для подогрева воды параллельно с протапливанием парной. Такое решение гораздо удобнее, чем покупать и устанавливать отдельный электрический водонагреватель и уплачивать счета за потребленную электроэнергию. Выбор подобных изделий сейчас весьма широк, можно подобрать печи для бани разной мощности и с разным количеством нагреваемой воды.

Варианты подогрева воды на помывку

Если говорить о готовых металлических отопителях, имеющихся на данный момент в продаже, то функция подогрева воды в них реализована 3 способами:

  1. Самый простой – это навесной бак, нагревающийся непосредственно от стенки топливника.
  2. Встроенный стальной бак, таким может снабжаться как стальная, так и кирпичная печь.
  3. Теплообменник для банной печи в виде змеевика.
  4. Нагреватель самоварного типа.

Навесной металлический бак крепится к одной из боковых стенок агрегата. Заполняется через верхнюю крышку, опорожняется посредством крана. Этот вариант недорогой, но и самый неудобный, поскольку вода в емкости достаточно быстро нагревается и закипает. За этим процессом приходится следить, вовремя опорожняя бак и заполняя его холодной водой.

Следующий вариант – бак из нержавейки, встроенный внутрь топливной камеры. Для подачи и отбора воды к нему приварены 2 патрубка с резьбой, выходящие наружу. К ним присоединяются трубы, ведущие в соседнее помещение (моечную), где и присоединяются к отдельному накопительному резервуару. Последний размещается на определенной высоте, чтобы вода могла поступать в душ самотеком. Здесь важно правильно подключить теплообменник для естественной циркуляции воды.

Устройство отнимает значительное количество тепла, выделяющегося от сгорающих дров, за счет этого парная протапливается дольше. Этого недостатка лишены печи с теплообменником в виде трубы, согнутой в змеевик. Он также подключается к выносному баку, установленному в соседней комнате посредством труб. Данный вариант – один из самых популярных, чаще всего используются в бане.

Перечисленные 3 типа теплообменников имеют 1 общий недостаток: они не могут использоваться в порожнем виде, то есть без воды. Если навесная емкость еще как-то переживет подобную ситуацию, то нагреватели, встроенные в топку, прогорят очень быстро.

Поэтому, имея такую печь для бани с теплообменником, перед растопкой надо всегда следить за наличием воды в баке.

Нагреватель самоварного типа

Подогрев воды с помощью самоварного теплообменника – наиболее прогрессивный способ. Общеизвестно, что банные печи не могут похвастать высоким КПД, поскольку львиную долю тепловой энергии они просто выбрасывают на улицу через дымоход. Чтобы в этом убедиться, достаточно измерить температуру поверхности трубы, нередко она достигает 200-250 ºС. Можно не допустить потери этого тепла, пустив его на подогрев той же воды.

Нагреватели самоварного типа ставятся на печи для бани как раз с этой целью. Нержавеющий бачок, встраиваемый в дымоходную трубу, имеет проход для дымовых газов и снабжен 2 патрубками для присоединения труб. Раскаленные продукты горения дров, пройдя сквозь это устройство, отдадут тепло воде через металлические стенки, в результате температура газов на выходе не превысит 150 ºС. Благодаря своей конструкции и способу нагрева самоварный теплообменник практически лишен недостатков, поскольку:

  1. Не отнимает тепло непосредственно из камеры сжигания, соответственно, время протапливания парной не увеличивается.
  2. Банная печь работает максимально эффективно, так как теплота дымовых газов не выбрасывается на улицу, а идет на загрузку накопительной емкости для помывки.
  3. Ничего страшного не произойдет, если в силу разных причин в бачке не будет воды. Здешняя температура не столь высока, как в топливнике и теплообменнику из нержавеющей стали не грозит быстрое прогорание.

Рекомендации по изготовлению

Многие домовладельцы, не обладающие возможностью приобретать готовые изделия или не желающие это делать, используют у себя в бане самодельные печи, сваренные из металла и обложенные кирпичом. Другой, не менее популярный вариант – это нанять мастера-печника, чтобы он сложил добротную кирпичную печку. При этом нет большой проблемы в том, чтобы оборудовать ее змеевиком либо внутренним бачком для подогрева воды.

Чтобы изготовить теплообменник для печи своими руками в виде прямоугольного бачка, надо взять нержавеющий лист толщиной 1,5-2 мм либо обычный металл (не менее чем 3 мм). Форма бачка прямоугольная, размеры зависят от места его установки. По этому вопросу следует посоветоваться с мастером, выполняющим кладку печи. С ним стоит согласовать не только размеры теплообменника, но и толщину металла, ведь конструкцией источника тепла может предусматриваться его установка как непосредственно в топке, так и в дымоходном канале. Важно выдержать требование: объем бачка не должен превышать 5 л.

Вмонтировать в стальную или кирпичную печь можно и самодельный змеевик. Для этого необходимо взять стальную или нержавеющую трубу и придать ей необходимую форму на станке – трубогибе. Другой способ, подходящий для кирпичных печей, – смастерить сварную конструкцию из нескольких труб в виде радиатора. Обычно место под его установку предусмотрено конструкцией и располагается в одном из газоходов. Тогда для изготовления подойдет труба из обычного металла со стенкой 3-4 мм.

Сделать стальную печь с теплообменником своими руками гораздо проще, если не встраивать его внутрь, а поставить на дымоход. То есть применить нагреватель самоварного типа.

Такие изделия, рассчитанные на разные диаметры дымоходов, имеются в продаже. Опять же при желании и наличии навыков самоварный теплообменник изготавливается из металла самостоятельно.

Способы нагрева воды в бане

После того как к зданию бани проложен водопровод, следует побеспокоиться о нагреве воды, который может осуществляться тем или иным способом. Правильный подход к выбору нужного варианта позволяет оптимизировать расходы.

Способы нагрева

Оперативный нагрев воды в бане организуется обычно одним из следующих способов:

  • использование дровяного котла;
  • установка колонки, работающей на газу и обеспечивающей быстрый подогрев водной массы;
  • применение электронагревателей типа ТЭНа;
  • нагрев в специальной емкости, монтируемой либо вплотную к печи, либо в канале дымохода;
  • обустройство специального агрегата, действующего по принципу теплообменника.

Известен еще один способ, которым удается нагревать воду в пределах бани, называемый комбинированным. Он заключается в совместном использовании основного отопительного котла и вспомогательных устройств типа ТЭНа.

Дополнительная информация! Все перечисленные выше системы способны эффективно работать только в том случае, когда вода непрерывно поступает в отведенную под нее емкость.

Несмотря на известное разнообразие способов нагревания воды в бане, наибольшей популярностью пользуются только первые три. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Покупной дровяной агрегат

Водонагревательная колонка на дровах (ее еще называют дровяным бойлером или титаном) по своей конструкции достаточно проста. Она представляет собой нагревательный агрегат, изготовленный на основе металлического бачка, монтируемого непосредственно в печке.

Конструкция дровяного бойлера предусматривает наличие системы патрубков и смесителя, позволяющего нагревать воду до комфортной температуры.

Обратите внимание! Типовые агрегаты данного класса универсальны по своим функциональным возможностям, поскольку могут работать на любых видах твердого топлива.

Однако (несмотря на их универсальность) важнейшее условие эффективности таких систем – это уже упоминавшееся ранее постоянство подачи воды в бойлер. Принцип нагрева в этих агрегатах достаточно прост: при поступлении холодных водных масс в накопительную емкость они вытесняют горячую воду, создавая повышенное давление в котле.

После того как они нагреваются от расположенной вплотную к резервуару котельной топки, процесс циркуляции повторяется по той же схеме.

Независимо от того, каким будет водоизмещение используемого бойлера, его вполне можно считать компактными. Последнее объясняется тем, что по своей форме он напоминает вытянутый вертикально плоский ящик, занимающий совсем немного места в стандартном моечном помещении.

Рассматриваемая в этом разделе система нагрева воды в бане может иметь следующие исполнения:

  • со встроенной во внутренние пространства агрегата топочной камерой;
  • с раздельно устанавливаемой топкой (с внешним подогревом);
  • в варианте, предполагающем применение резервного нагрева от ТЭНа.

Оборудование, выполненное по перечисленным выше схемам, широко представлено на отечественном рынке и может быть приобретено по вполне приемлемой цене.

Самостоятельное изготовление

Некоторые пользователи предпочитают изготавливать бойлеры на дровах своими руками, что возможно лишь при наличии нужных инструментов и практических навыков.

При самостоятельной сборке отопительного агрегата обязательно рассматривается наиболее трудоемкий вариант исполнения, с которым приходится сталкиваться в отсутствие водопроводной системы.

В этой ситуации потребуется устройство, способное аккумулировать (накапливать) жидкость под определенным давлением. Функцию такого накопителя-аккумулятора может выполнять размещенная на возвышенном месте емкость, от которой отводится труба с заранее просчитанным диаметром.

Важно! Ее сечение подбирается таким образом, чтобы в отопительный бойлер вода поступала под достаточным давлением.

Сам нагревательный агрегат должен устанавливаться на хорошо выровненной и достаточно жесткой площадке, обеспечивающей устойчивое положение. Для его монтажа лучше всего подойдет предварительно забетонированный пятачок в пределах бани, имеющий подходящий размер.

Газовая колонка

Современные виды печных устройств оцениваются специалистами по уровню КПД, то есть по их эксплуатационной экономичности. В соответствии с этим фактором оптимальными показателями обладают газовые колонки, питающиеся от местной газораспределительной магистрали либо подключаемые к сменному баллону.

К другим преимуществам данного способа нагрева (при его сравнении с дровяным бойлером, в частности) можно отнести:

  • простоту эксплуатации, при которой отпадает необходимость в постоянной загрузке твердого топлива;
  • достаточно быстрый нагрев;
  • компактность размеров газового агрегата.

Колонки, работающие на газу, содержат в своем составе обычную горелку и установленный над ней змеевик, выполненный в виде радиатора.

Читать еще:  Как положить керамогранит на деревянный пол

По мере прохождения холодной воды по змеевику, полезная площадь которого заметно превышает тот же показатель для прямой трубы, она равномерно нагревается. Регулировать ее температуру можно с помощью особого вентиля, увеличивающего или уменьшающего скорость сгорания газового топлива.

Электрический нагреватель

Специальные электрические нагреватели для банных нужд традиционно делятся на два класса: бойлеры накопительного типа и агрегаты с проточным действием. При выборе подходящего для данных условий типа рекомендуется исходить из следующих соображений.

В местностях, где наблюдаются частые сбои в подаче электроэнергии, для установки в бане больше подходит накопительный бак, в простейшем случае представляющий собой ёмкость с полезным объёмом от 30 до 200 литров. Во внутреннем ее пространстве монтируется ТЭН и особый термочувствительный датчик, отвечающий за поддержание температуры воды на заданном уровне.

Среди преимуществ таких нагревателей следует отметить:

  • повышенный уровень электрической защищенности;
  • возможность какое-то время пользоваться нагретой водой даже в отсутствие электричества;
  • наличие нескольких конструктивных исполнений (с вертикальным и горизонтальным расположением);
  • экономичность.

Для районов с надежным электроснабжением могут подойти и менее распространенные проточные нагреватели, работающие примерно по тому же принципу, что и газовая колонка.

К недостаткам агрегатов данного типа относят значительный расход электроэнергии и необходимость оборудования в бане мощной электропроводки. Помимо этого, для поддержания фиксированного уровня нагрева воды в этом случае потребуется обеспечить стабильность ее подачи.

Интегрирование емкости с водой в печь

В этом случае бак для подогрева воды может объединяться с печным основанием следующими способами:

  • при желании сделать навесную конструкцию емкость крепится снаружи к боковой стенке печи или устанавливается на ее корпус (при горизонтальном расположении последней);
  • нагревательный бачок встраивается в печную конструкцию прямо над топкой (каменкой).

В качестве разновидности второго варианта может рассматриваться установка выносного бака в моечной комнате. В данной ситуации нагрев осуществляется опосредованно, для чего используется вмонтированный в топливник водяной контур.

Установка на дымоходе

Отдельным пользователям, хорошо разбирающимся в тонкостях теплообменных процессов, удается устанавливать емкость для нагрева воды непосредственно в дымовой трубе.

Обратите внимание! Для реализации этого решения удобнее всего использовать готовый проем в деревянном потолке бани, подготовленный еще при прокладке труб дымохода.

В этом случае одновременно с обустройством емкости для нагрева решаются сразу два сопутствующих вопроса. В первую очередь снимается проблема противопожарной печной разделки в бане, и, во-вторых, обеспечивается требуемый напор воды в расположенной под баком душевой комнаты.

Теплообменники

Устройства, работающие по принципу теплообмена, имеют классическую схему, согласно которой в самом жарком месте печи устанавливается нагревательный бачок небольшого объема (не более 5 литров).

Протекающий через него охлажденный носитель нагревается до высокой температуры и по системе витых труб поступает затем в резервуар с работной водой. Его емкость заметно превышает тот же показатель для внутреннего бачка (она может достигать 120 литров).

Важно! Для того чтобы исключить возможность парового удара вследствие быстрого закипания воды в нагревательном резервуаре, в систему из двух емкостей она заливается еще до начала розжига банной печи.

С учетом этого носитель в первой емкости нагревается постепенно и за счет разницы температур самотеком поступает в области с пониженным давлением. Протекая по первичному контуру, трубы которого имеют контакт с внешней (нагреваемой) водной средой, он отдает ей свою энергию и поступает на выход системы в уже охлажденном виде.

Далее весь теплообменный процесс повторяется, обеспечивая непрерывную циркуляцию горячего носителя и нагрев воды в пользовательском (работном) баке. Для того чтобы избежать неприятностей, связанных с образованием воздушных пробок, а также для поддержания требуемого режима нагрева в такие теплообменники нередко встраивается электронасос.

Материалы для бака

Наиболее подходящим материалом для изготовления бачка является нержавеющая сталь, которая не подвержена коррозии, быстро нагревается и долго сохраняет тепло. Помимо этого, нержавейка не деформируется при случайном перегреве, достаточно легка и имеет строгий, привлекательный вид.

С целью экономии средств некоторые пользователи отдают предпочтение традиционному металлу, который чаще всего не соответствует своему прямому назначению. Со временем такой бачок приобретает совсем неприглядный вид, покрывается слоем налета из ржавчины, скрыть которую с каждым годом становится все труднее. Немногим лучше его и эмалированные изделия, поверхность которых разрушается при малейших деформациях.

В заключение следует отметить, что до сих пор в продаже встречаются чугунные бачки, отличающиеся высокой механической прочностью, долговечностью и хорошим сохранением тепла. Но изделия из чугуна очень тяжелы, так что при их размещении следует соблюдать меры предосторожности (на печь их ставить не рекомендуется, а лучше монтировать сбоку от нее).

Теплообменник для банной печи: виды и особенности

Теплообменники – устройства, в которых тепло передается от одного вещества другому. В банных печах энергия горячего воздуха передается воде, которая находится внутри. Второе название таких устройств – водяной контур. Сами эти устройства могут быть разных форм и типов. Использоваться могут как для организации водяного отопления, так и для получения горячей воды.

Для нагрева воды в банных печах чаще встречается небольшой бак или металлическая изогнутая труба (змеевик), расположенные внутри топки, но не имеющие непосредственного контакта с огнем. Есть еще один вид – водяные рубашки.

Печи для бани с теплообменником могут не только греть воды для душа, но и для водяного отопления

Принцип работы водяного теплообменника строится на том факте, что вещество (в данном случае вода) более высокой температуры поднимается вверх. Так как система представляет собой замкнутый контур, то происходит постоянный круговорот воды: горячая поднимается вверх по одной трубе, на ее место приходит холодная по другой. Таким образом, постепенно происходит повышение температуры во всей системе. Время нагрева при этом зависит от многих факторов:

Теплообменник-змеевик из меди

  • от исходной температуры (зимой, когда жидкость холодная времени требуется больше);
  • объема воды в системе;
  • мощности печи и интенсивности горения.

Змеевик для печей

Один из самых простых в изготовлении теплообменников – змеевик. Все что нужно – найти трубу из достаточно пластичного металла. Чаще всего используется медь или алюминий, так как оба металла стойки к коррозии и легко гнутся. Затем труба изгибается, причем форма в принципе может быть любая.

Для того чтобы вода активно двигалась самотеком (без насоса) общая протяженность змеевика не должна превышать 3 метров (это с учетом соединения до выносного бака). Создавая свой теплообменник, «примеривайте» его к печи: он не должен соприкасаться с открытым пламенем, а нагреваться должен раскаленным воздухом. На концах нарезается наружная резьба, к которой затем подсоединяются через фитинги выносной бак.

Змеевик может располагаться не только внутри топки, но и снаружи. Обматывать печку вряд ли стоит, а вот металлический дымоход греть воду будет достаточно эффективно. Ведь если печь без камеры дожига, то температура на выходе топки может быть до 500 о С. Пример такого теплообменника на трубе смотрите на фото.

В самом простом варианте теплообменник может иметь вид подковы. Тогда использовать можно и нержавейку – так ее можно согнуть. Например, на видео ясно видна подобная форма, которую использовали в печи для бани «Витра» (видео о том как перенести теплообменник в печи Vitra с левой боковой панели на правую ищите в конце статьи).

Простейший вид теплообменника для банной сети — изогнутая трубка с резьбой на концах

Один из видов змеевика – регистр. Это, как правило, сварная конструкция из труб, которая часто чем-то напоминает отопительные. Регистр для банной печи чаще всего варят из нержавейки, так как только она может длительное время переносить жесткие условия эксплуатации. Сварные конструкции имеют большой размер и вес, и потому их чаще устанавливают кирпичных печах. В железной печи не всегда можно найти место для размещения небольшой трубки-теплообменника, не то что громоздкой сварной конструкции. А при проектировании кирпичных банных печей можно выделить место и под регистр.

Теплообменник-регистр. Такой в готовую металлическую печь не поставишь. Это вариант или для самодельной железной печи или для кирпичное (скорее так судя по размерам)

Иногда теплообменник выполнен в виде небольшой емкости с водой (объем до 3-х литров), который также располагается внутри топки без непосредственного контакта с огнем. Принцип его работы ничем не отличается от других. Чтобы служил такой бачок-теплообменник дольше, при изготовлении своими руками, постарайтесь сделать конструкцию так, чтобы было как можно меньше сварных швов. Например, возьмите лист нержавейки (толщины 1-2 мм достаточно) и на листогибе придайте требуемую геометрию. На корпусе шов будет всего один, плюс приварены будут боковые панели и входные патрубки.

Теплообменник для банной печи фирмы «Ермак» — уникальная конструкция

Изготавливая любой из теплообменников, расположенных внутри топки, нужно помнить, что отбирать без ущерба для обогрева помещения они могут не более 10% мощности печи. Так что чересчур большие регистры делать нерационально. Их и разместить сложно и они отрицательно скажутся на температуре воздуха в парной. Лучше рассчитать систему так, чтобы можно было за все время посещения бани подогреть воду несколько раз: вам ведь не нужны сразу 150 литров кипятка? Сначала надо немного горячей воды чтобы запарить веники, потом чуть больше, чтобы помыться перед парилкой, и затем еще некоторое количество, чтобы ополоснуться. В результате, нужны, может и 150 литров горячей воды, но порциями. Так зачем делать систему на 150 литров и ждать несколько часов, пока она будет приемлемой температуры, если можно сделать бак на 50-70 литров и несколько раз нагреть в нем воду, которая будет расходоваться по мере необходимости…

Читать еще:  Как выбрать теплицу из поликарбоната советы

Водяная рубашка

Просто реализуется еще один теплообменник – водяная рубашка (водяной контур) на трубу. На участок дымохода наваривается труба большего диаметра с двумя патрубками для подачи/отведения воды. Принцип работы все тот же: горячая вода подымается вверх, вниз поступает из выносного бака более холодная вода.

Принцип организации водяной рубашки на трубу и ее подключение к выносному баку

Этот способ более привлекателен по нескольким причинам:

  • нагрев происходит за счет тепла, которое раньше просто улетало;
  • сделать такой теплообменник своими руками несложно, хотя есть и фабричные варианты;
  • установить можно на любой металлический дымоход и для этого не нужно разбирать печь и делать в ней отверстия;
  • теплообменник на трубе предупреждает проникновение газов из дымохода в помещение.

Все эти плюсы делают такое устройство достаточно привлекательным. Но есть у такого решения и минусы:

  • требуется полная герметичность швов;
  • при добавлении холодной воды может образовываться конденсат;
  • заливать воду в разогретую систему нельзя – может из-за разницы температур порвать стенки дымохода.

Водяной контур на печь делается аналогично, но в этом случае в емкость с водой строится вокруг корпуса. Практически всегда такой теплообменник делают на круглые печи. Во-первых, можно подобрать трубу большего размера и приварить дно и верх, что вряд ли удастся с прямоугольными печами, и во-вторых, по кругу вода движется легко и система эффективна, чего тяжело добиться при квадратном кожухе.

Теплообменник открытого сифонного типа

Очень интересный и эффективный вариант нагревать воду на печи, но, к сожалению, не очень распространенный. В печь вваривается наклонная труба, запаянная на конце. Ее второй конец — открытый срез — приварен в нижней части бака с водой. Когда вода налита в бак, часть ее попадает в трубу, расположенную в печи, где она нагревается вплоть до кипения. Выделяющийся при кипении пар пузырьками поднимается вверх. Попав в холодную среду пузырек лопается, передавая значительную часть тепла окружающей воде. Кроме того перенос тепла происходит за счет все той же конвекции (движения горячей воды вверх, а холодной вниз).

Сифонный теплообменник. Эффективный вариант, но редко используется

Одно из практических воплощений такого теплообменника представлены на фото. Конструкция несколько изменена, но принцип остался тот же.

Теплообменник для банной печи сделанный своими руками

В этом варианте бак располагается на подставке в соседней комнате. В стене и в одном боку печи проделано отверстие (печь стоит боком). Длина трубы такая, что она чуть не достает до противоположной стенки топки. Труба на конце запаяна, отверстие в печи немного большего размера, чем диаметр патрубка, не заизолирован и не уплотнен. Входное отверстие расположено достаточно низко – прямо на этот необычный теплообменник накладываются дрова, а затем после прогорания при необходимости на нее нагребаются угли.

Как соединить теплообменник с баком для воды

Владелец такого водяного теплообменника сифонного типа уже более 6 лет использует данный агрегат. Говорит, что дым не попадает в помещение. Иногда, если в парилку чересчур резко закрыть дверь, может небольшая порция дыма вырваться, но это случается очень редко и не приносит каких-либо неприятностей. Бак не рекомендует делать большим – удобнее несколько раз заливать воду, чем ждать, пока нагреется большой ее объем. Бак на фото имеет объем порядка 50 литров.

Чем и как соединять выносной бак и теплообменник

Хотя температура воды в теплообменнике при любой его конструкции не поднимается выше 100 o C, патрубки могут нагреваться до более значительных температур – они контактируют со стенкой печи. Потому желательно примерно 40-50 см от них устанавливать металлические трубы. Наверное, все та же нержавейка будет предпочтительнее: черный металл будет ржаветь, медь и алюминий – возможно, но достаточно проблематично. Далее можно использовать металлопластиковые трубы для горячей воды, возможно использование гофрированных или гибких шлангов в обмотке (которыми подключают бойлеры). Диаметр — дюймовые или ¾ дюйма. Меньший нежелательно – вода будет плохо циркулировать: в теплообменнике будет кипеть, а в баке останется холодной.

Для уплотнения резьбовых соединений применяйте специальные средства, которые выдерживают высокие температуры (например, тангит). При использовании фитингов стандартные прокладки заменяйте самодельными из паронита.

Подсоединяя теплообменник на трубе или в печи с выносным баком, обязательно сделайте в самой нижней точке системы кран для слива. Он пригодится, когда будете консервировать систему на зиму: чтобы все не разорвало от замерзшей воды, ее (воды) не должно остаться ни капли. Если же баня у вас отапливаемая, кран все равно нужен — если вода застаивается, она приобретает неприятный запах.

Еще один нюанс: трубы на горизонтальных участках должны иметь небольшой уклон в сторону печи. Нюанс небольшой, но на работоспособности системы сказывается очень сильно. Потому обеспечьте небольшой наклон (1-5 градусов).

Печь для бани с теплообменником

Решать вопрос нагрева воды для помывки в бане можно различными способами, в том числе и путем установки электрического бойлера. Зато когда в бане планируется поставить хорошую дровяную печку, то никакое дополнительное оборудование для этой цели и не требуется. Достаточно подобрать и приобрести готовый отопитель с теплообменником либо изготовить последний самостоятельно. Разобраться в вопросах, зачем нужен теплообменник для бани и каким образом его правильно смонтировать, призвана помочь данная статья.

Для чего нужен теплообменник?

Подавляющее большинство конструкций банных печей не способствует экономии древесного топлива. Это объясняется специфическими требованиями к ним, а именно:

  • парная должна протапливаться за возможно короткое время до высокой температуры;
  • печка не может занимать много места;
  • наличие каменки – обязательно;
  • режим работы отопителя – периодический.

Исходя из перечисленных требований, печи для бани конструируются таким образом, чтобы быстро достигать высокой температуры в топке и поддерживать ее в течение определенного промежутка времени. При этом много неиспользованного тепла попросту уходит в атмосферу через дымоходную трубу. Грех не пустить эту тепловую энергию на подогрев воды для помывки или даже отопления смежных с парилкой помещений.

Примечание. Исключением являются кирпичные колпаковые печи Кузнецова, предназначенные для бань. Продуманная конструкция позволяет существенно экономить дрова, печь долго держит тепло и к тому же обогревает соседние помещения. Существуют и модификации с применением водяного теплообменника.

Одно из самых простых решений – это использовать тепло, выделяемое при сжигании древесины. В настоящий момент на рынке предлагается множество моделей печей со встроенным змеевиком. Если же отопитель без водяного контура уже установлен и функционирует, ничто не мешает оборудовать его самодельным или заводским теплообменником. Тогда не придется тратиться на бойлер и потом платить за электроэнергию.

Принцип работы

По принципу действия устройства для подогрева воды делятся на 3 типа:

  • змеевик, встраиваемый внутрь отопителя;
  • наружный теплообменник в бане в виде прямоугольного бака, нагреваемого прямо от стенки печи;
  • наружный водяной контур, отбирающий теплоту дымовых газов.

Примечание. Существуют модели, где в тело печи встроен не змеевик, а бак для воды из нержавейки. Их принципы действия аналогичны.

В первом случае теплообменник представляет собой змеевик из стальной трубы, встроенный прямо в топливник. Его располагают таким образом, чтобы труба не подвергалась прямому воздействию пламени, то есть, находилась вне зоны самой высокой температуры. Желательно, чтобы элемент стоял на пути отходящих продуктов сжигания топлива, тогда он не прогорит и прослужит достаточно долго. Встроенный змеевик для нагрева воды на выходе имеет патрубки для присоединения труб, ведущих к выносной накопительной емкости.

В подобных теплообменниках вода прогревается довольно быстро, но при этом назвать процесс эффективным никак нельзя. Ведь нагреватель отбирает тепло напрямую из топки, тем самым уменьшая мощность отопителя. Парная прогревается дольше, соответственно, дров уходит больше. Раскаленные дымовые газы как вылетали в трубу, так и продолжают беспрепятственно вылетать, КПД агрегата остается очень низким (не более 50%).

Примечание. Исключением из этого правила считаются кирпичные банные печи с теплообменником и несколькими ходами движения дымовых газов, обогревающие предбанник и моечную.

Наружный навесной бак из нержавеющей стали – это еще один вариант передачи печного тепла воде. Обычно он подвешивается к одной из боковых стенок топливника и нагревается за счет инфракрасного излучения от нее. Способ привлекает своей доступностью в реализации, но не очень удобен в эксплуатации. Помимо недостатка с прямолинейным отбором теплоты, описанным выше, подвесной бак вдобавок требует постоянного добавления холодной воды.

Устройства отбора теплоты у дымовых газов

Следует отметить, что даже самый простой водяной теплообменник на трубу резко повышает эффективность сжигания топлива до 60%. Фокус в том, что данное устройство никак не влияет на функционирование самой печки, не увеличивает время протапливания парной и расход дров. Главное достоинство таких теплообменников заключается в том, что они отбирают тепловую энергию продуктов сгорания, понижая их температуру.

Данный принцип работы теплообменника используют многие производители металлических банных печей, устанавливая бак для воды открытого типа прямо на дымоходную трубу. Этот вариант популярен ввиду своей доступности, но не очень удобен. Причина – все тот же долив воды по мере ее использования или испарения вследствие закипания.

Читать еще:  Почему отпотевают пластиковые окна внутри помещения

Наконец, самый лучший со всех точек зрения вариант – банная печь с теплообменником на дымоходе в виде проточного нагревателя небольшой вместительности (от 5 до 10 л). К нему, как и ко встроенному в печь змеевику, через патрубки присоединяется система с выносным резервуаром – накопителем. Объем выносного бака составляет 60—120 л в зависимости от мощности отопительного агрегата. За время протапливания вода в емкости достигает необходимой температуры для помывки.

Кроме перечисленных, существуют и комбинированные модели, где печь для бани с теплообменником, встроенным в топку, имеет еще и бак на дымоходе. Причем эти элементы соединены между собой трубопроводами, то есть, в контуре нагрева задействован не один нагреватель, а целых два. Соответственно, такой вариант вобрал в себя все преимущества и недостатки разных модификаций. Опять же, данной печке все равно потребуется отдельная накопительная емкость поскольку вода в баке закипит достаточно быстро.

Установка теплообменника

Проще всего производится установка теплообменника в бане, когда он идет в комплекте с приобретаемой металлической печью. Надо лишь внимательно изучить инструкцию по эксплуатации и выполнить сборку в соответствии со схемой. Останется только осуществить подключение к системе, об этом будет сказано ниже. Иное дело – монтаж водяного контура в газоход или топку кирпичной печи. Тогда регистр надо изготовить заблаговременно из черной толстостенной трубы либо нержавейки, а затем встроить его в соответствии с проектом печи.

На просторах интернета часто можно прочесть рекомендацию о том, что площадь теплообменника, то бишь его поверхности, должна составлять 1 м2. Утверждение не совсем корректное, ведь печи бывают разные, а рассчитать данный показатель довольно сложно. В этом случае лучше изготовить змеевик по принципу аналогии. То есть, надо отыскать технические характеристики на изделие любого производителя такой же мощности, как у вас, и принять указанную площадь поверхности теплообмена.

Важно. Если изготовить контур с небольшой поверхностью обмена, то вода в нем будет постоянно закипать, что недопустимо. «Перебор» с размером, наоборот, чреват долгим разогревом, в результате к моменту помывки вода в баке останется прохладной.

Что же касается дымоходных теплообменников, действующих по принципу водяного экономайзера, то такой элемент можно как приобрести в готовом виде, так и сварить из двух труб разного диаметра. Помните, чем больше длина контура, тем эффективнее он будет обмениваться теплом с дымоходной трубой.

Немного о подключении

Устанавливая теплообменник в печь, надо усвоить, что она в первую очередь предназначена для протапливания парной, а подогрев воды – функция второстепенная. Управлять двумя процессами одновременно невозможно, парилка в приоритете, поэтому воде в баке или змеевике ничего не стоит закипеть. Значит, надо обеспечить хороший отбор тепла или достаточную накопительную емкость. По этой же причине не рекомендуется применять в подобных системах циркуляционные насосы, течение горячей среды должно быть естественным.

Имея теплообменник типа змеевика или экономайзера, надо поставить в баню выносной бак, подвесив его выше уровня печи и соединив трубами, как показано на схемах:

Для монтажа системы можно применять как металлические, так и полимерные трубы, исключая полиэтиленовые. Диаметры трубопроводов для самотечных сетей следует принять не менее размеров патрубков нагревателя, а лучше – на один типоразмер больше. При этом расстояние от бака до печи не должно превышать 3 м.

Заключение

Печи для бань с водяным контуром весьма популярны, потому часто на рынке можно подобрать не только готовые изделия в комплекте, но и специальные теплообменники, что легко встраиваются в отопитель. Также при желании есть возможность усовершенствовать схему подключения, присоединив к ней трубопровод подпитки холодной воды.

Теплообменник для банной печи своими руками

Теплообменник – это специальное устройство для передачи тепловой энергии от источника тепла, обычно печи или котла, жидкому теплоносителю.

Теплоносителем, находящимся в теплообменнике, выступает вода, а также любая другая жидкость. После нагрева, агрегат используется для бытовых, производственных, или иных нужд.

Виды теплообменников

Общепринятая классификация технических агрегатов делит все изделия на виды, которые в свою очередь имеют свои подвиды. Подвидов теплообменников может быть огромное количество, каждый владелец бани за счет внесения незначительных изменений в конструкцию или материалы изготовления может создавать свои персональные подвиды. А по главным конструктивным особенностям теплообменники делятся на следующие виды:

По месту расположения емкости для теплой воды

Баки можно размещать в парной, душевой или на чердаке. Каждое место имеет свои преимущества и недостатки.

Первый вариант – бак в парной. Преимущества – значительно сокращается длина водопроводов, а это оказывает большое положительное влияние на скорость нагрева воды. Об этих и многих других особенностях функционирования теплообменников и конструкционных требованиях к их устройствам мы расскажем в конце статьи. Недостаток – и так небольшое помещение еще больше «сжимается».

Бак для воды в парной

Второй вариант – бак в душевой. По нашему мнению, самый оптимальный вариант, недостаток – несколько увеличивается длина трубопроводов.

Бак для воды в душевой – схема

Общая проблема для первых двух вариантов – низкий напор воды. Дело в том, что высота бани редко превышает два метра. Если от этого значения вычесть высоту бака для воды (примерно 50 сантиметров), то максимальная высота патрубка для отбора воды понижается до 1,5 метра. Что это значит? Это значит, что стационарный душ установить невозможно, мыться придется только гибким шлангом. И то не поднимать его выше 1,5 метра. Даже еще меньше, более-менее терпимым напор воды будет только при перепаде по высоте не менее 10 сантиметров.

Эти проблемы решаются выносом емкости для теплой воды на чердак бани (вариант третий).

Бак для воды на чердаке

Но в этом случае возникают свои проблемы – увеличивается длина трубопроводов и возрастают тепловые потери, бак обязательно нужно утеплять. Но и это не все – возникает проблема с доливом воды в емкость. Носить ведрами по лестнице не каждому владельцу бани хочется. А водопровод существует не везде. Невозможно дать универсальный совет для всех читателей по месту размещения емкости под воду, каждый должен самостоятельно сориентироваться с учетом собственных индивидуальных особенностей строения, наличия инженерных сетей, климатической зоны проживания и максимального количества одновременно моющихся людей.

По месту расположения теплообменника

Есть два варианта расположения теплообменника – в печи или около дымохода (дымоход в этом случае должен быть из металлических труб). Оба варианта работоспособны, но имеют свои особенности.

Первый вариант, то есть внутренний теплообменник, позволяет относительно быстро нагреть воду, но есть большие риски ее закипания.

Кроме того, возникают большие сложности проведения периодических уходов или замены теплообменников.

Кладка печи с теплообменником

С заменой вообще проблема – придется разбирать печь. Что касается техуходов, то их можно сделать, но ценой значительных усилий. Дело в том, что вода образует внутри теплообменников накипь, один миллиметр накипи уменьшает теплоотдачу на 10%, это значительные потери. Во многих регионах нашей страны вода твердая (имеет большое количество ионов Ca), это хорошо для питьевой воды, но плохо для всех типов теплообменников.

Теплообменник из нержавеющий стали

Для образования накипи необязательно, чтобы вода кипела по всему объему. Небольшой слой воды постоянно кипит возле перегретых стенок теплообменника, весь объем не закипает из-за непрерывного ее перемешивания конвективными потоками, но на стенках кальций каменеет. В некоторых случаях уже через несколько лет пользования баней накипь достигнет такой толщины, что это заметно отразится на скорости ее нагрева. Очистить теплообменник можно будет только концентрированным раствором соляной кислоты, существующие в реализации специальные средства не отличаются большой эффективностью. Работы с соляной кислотной при нарушении правил техники безопасности негативно влияют на здоровье.

Накипь на теплообменнике

Теплообменник около дымохода не имеет этих недостатков, температура трубы не настолько высока, чтобы вода около стенок теплообменника закипала. Это достоинство стало причиной недостатки – время нагревания воды в емкости значительно увеличивается.

Теплообменник на дымоход

Иногда встречается еще один вариант размещения теплообменника – под камнями каменки. Можно, конечно, и там располагать теплообменник, но зачем тогда камни в парной? Только смотреть на них? Дело в том, что с таким расположением теплообменника температура нагрева камней будет недостаточной для образования пара. А пар в русской бане играет решающую роль, и не только для прогревания тела. Настоящие любители русской бани добавляют в воду для полива камней настой целебных или душистых трав. А если в воду добавить немного натурального кваса или пива (только натурального, а не «болтанки» из спирта и краски), то воздух в парной наполнится непередаваемым ароматом свежего хлеба. Если вы установите под камнями теплообменник, то лишите себя многих удовольствий.

Теплообменник под камнями

Мы выяснили общие характеристики теплообменников и емкостей для теплой воды, теперь можно перейти к подробному рассмотрению технологии их изготовления и монтажа. Эта тема очень большая, стоит разбить ее на несколько частей. Рассмотрим отдельно варианты изготовления емкостей, теплообменников и способов их монтажа.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector