Теплообменник для бани: зачем нужен, как установить и подключить на банную печь
Содержание
Сделав правильный выбор отопительного оборудования, можно париться и мыться без покупки и установки бойлера. Надежный, современный, вместительный теплообменник для бани отлично справится с ролью нагревателя: он сможет поставлять в накопительный бак нужный объем горячей воды. В этой статье вы узнаете существующие сегодня варианты и особенности работы технического средства, практические достоинства и наиболее популярные модели.
Что это такое
Устройство служит для нагрева воды в бане. Его принцип работы основан на физических свойствах горячей воды, расширяющейся и поднимающейся вверх, а холодная при этом остается внизу.
Обычно теплообменник небольшого размера, поэтому жидкость в нем быстро нагревается. К нему присоединяются две трубы – снизу и сверху. Таким образом, горячая по верхнему патрубку, замещаемая снизу холодной, поднимается в бак, который может находиться как в парилке, так и в смежном помещении, как правило – в мойке. При этом вода низкой температуры по нижней трубе постоянно без принудительной подачи добавляется в устройство для нагрева.
Варианты нагрева воды в бане от печи
Выделяют следующие модели:
1. Емкость самоварного типа – устанавливается на выходной патрубок дымохода. Нагрев происходит за счет тепла уходящих в трубу дымовых газов. К штуцеру на дне бака подсоединяется кран для разбора горячей воды. Если у вас нет помывочной, то данный вариант будет отличным решением для нагрева. Мы рекомендуем обратить внимание на следующие условия эксплуатации:
- использование бака самоварного типа допускается только с печами для бань;
- запрещается эксплуатировать пустой бак во время работы печи;
- если вы хотите получить «финскую сауну» данный вариант нагрева воды вам не подойдет, так как в случае долгого разогрева парной жидкость начнет кипеть, из-за чего образуется тяжелый пар.
2. Теплообменник самоварного типа (небольшого размера с возможностью подключения к баку), который можно расположить в любом месте. Удобен тем, что при его наличии, бак можно разместить в помывочной. Из очевидных преимуществ перед остальными вариантами – быстро нагревает воду.
3. Теплообменник, который устанавливается на стартовый дымоход.
4. Стартовый дымоотвод + бак-рюкзак – вариант с нахождением в парной и отсутствием регулируемой конвекции для прогрева помещения.
Емкость соприкасается со стенкой трубы дымохода, за счет чего происходит нагрев жидкости. Из недостатков также можно отметить, что данная модель не имеет защиты от жесткого инфракрасного излучения, и в случае сильного нагревания, вода начинает кипеть.
5. Дымоход-конвектор со встроенным в него нагревателем.
Особенности: регистр находится внутри трубы, из которой выходят 2 одинаковых штуцера ¾ дюйма с внутренней резьбой. С помощью патрубков устройство соединяется с баком, висящим в удобном месте.
Может быть:
- Вмонтирован в печь – при появлении накипи теряет КПД.
- Расположен возле дымохода (на нем) – медленнее обеспечивает нагрев до необходимой температуры, зато на его внутренней поверхности ничего не оседает, к нему имеется легкий доступ, и его ремонт не составляет труда.
Выбор зависит от пользователя: чему отдать предпочтение, производительности или комфорту в обслуживании, экономии полезной площади или топлива.
Различие по видам
Простейшие конструкции теплообменников представляют собой змеевики с выведенными из резервуара концами: один забирает жидкость комнатной температуры, другой – выпускает уже горячую.
Более сложные являются системой, состоящей из двух металлических резервуаров с антикоррозионными свойствами – цилиндрической и прямоугольной формы с соединительными трубами.
По месту расположения бака с водой
Выделяют два способа:
-
- На этой фотографии представлен вариант монтажа теплообменника в парной, а бака в помывочной.
- Второй вариант – это монтаж теплообменника с баком внутри парной.
Преимущества установки теплообменника в парной
- высокая скорость нагрева воды;
- экономия свободного пространства парной;
- широта вариантов установки бака – в парилке или в душевой.
Особенности установки и работы теплообменника
Устанавливается между топкой и конвектором:
- встраивается в печь;
- крепится на дымоход;
- или встраивается в него.
Производительности устройства емкостью в 5 л хватит для быстрого наполнения горячей водой 120-литрового бака. Пользоваться просто – достаточно организовать своевременную подачу жидкости (бесперебойность можно обеспечить использованием циркуляционного насоса) и «кормить» топку дровами.
При монтаже теплообменника (рекуператора) для бани необходимо учесть следующие моменты:
- суммарная протяженность труб для подачи воды должна укладывается в 3 м, что минимизирует теплопотери;
- при диаметре соединительных труб в 1 дюйм, допускается не применять циркуляционный насос.
Чем дольше эксплуатируется теплообменник, тем более оправданной с экономической точки зрения оказывается установка.
Правила установки теплообменника на банную печь
Необходимо руководствоваться следующими правилами:
- Теплообменник обязан потреблять не более 10% от общей энергии, производимой печью, тогда последняя будет функционировать с хорошим КПД.
- Трубы нужно прокладывать так, чтобы вода шла самотеком, то есть под 250-градусным уклоном на прямой подаче и 30-градусным – на обратной.
- Важно заложить запас мощности на остывание после прогорания топлива.
- Требуется обеспечить достаточный объем воды для каждой отдельной модели, ведь если ее будет слишком мало, она быстро закипит, что чревато образованием отложений на стенках и возникновением пожароопасной ситуации, а если чересчур много, придется долго ждать, прежде чем принять душ.
Как подключить теплообменник, если бак находится в парной:
- Вход в бак горячей воды должен быть как min на 5 см выше, чем верхний штуцер регистра. Это нужно для лучшей циркуляции.
- Верхний регистр от 1,4-1,5 м от пола, это при том, что подиум под печь составляет 15 см. Низ бака в парной должен быть не ниже 1,5 м, а лучше выше.
- Если бак высотой 0,5 м, то тогда мы имеем в сумме установку 2,0 м. Значит до потолка еще полметра. И тут возникает вопрос: как заливать жидкость. Если есть водопровод, то вода будет поступать без проблем.
Второй вариант подключения: бак ставим ниже, а штуцер для подводящего контура ставим сбоку. Но есть нюанс, если уровень воды будет ниже верхнего штуцера, циркулирования не будет. В теплообменнике она будет стоять и периодически доходить до кипения, а в баке она так и будет прохладной.
Если требуется разместить бак в помывочной, следует соблюдать те же принципы, что и при его расположении в парной.
Чем и как соединять внешний бак с теплообменником
Помните, что элементы, контактирующие с печкой, накаляются, температура их поверхности превышает 100 0С. Поэтому патрубки должны быть из нержавейки (чугун не подойдет, так как он подвержен коррозии). А вот обычные трубы допускаются из металлопластика, их даже можно заменить гибкими шлангами. Главное, чтобы диаметр был 1 дюйм или 3/4, иначе циркуляция будет плохой.
Уплотнители используйте из тангита, прокладки для фитингов – из паронита. Не стесняйтесь заменять заводские элементы нестандартными, но выполненными из термостойкого материала. Не забудьте о сливном кране – он просто необходим, чтобы законсервировать систему на сезон холодов или для быстрого удаления застоявшейся жидкости. В обратном случае, во время морозов оставшаяся вода замерзнет и разорвет трубы.
Обзор печей с теплообменником
Существуют встраиваемые модели теплообменников. Ниже мы рассмотрим популярные из них.
Банная печь с бойлером
Начнем с того, насколько такое решение обосновано с экономической точки зрения. Монтаж данного устройства повышает КПД используемого оборудования. С ним отработанные газы не просто бесполезно улетают в атмосферу, но и попутно нагревает воду, которую затем можно использовать для купания или других бытовых нужд. Поэтому он многократно оправдывает факт своей установки в долгосрочной перспективе.
Везувий Скиф 16 ВЧТ
Мощная и скоростная, с право- или левосторонним расположением нагревателя воды, оборудованная сеткой. Может похвастать стальной топкой с толстыми стенками (8 мм), благодаря которым не боится даже постоянного воздействия высоких температур.
Торнадо 20М2
Производительная, тяжелая (125 кг). Оснащена чугунной дверцей, встроенным теплообменником и вместительным боковым кожухом, рассчитанным на 240 кг камней. Должна устанавливаться на усиленный фундамент. Зато и КПД впечатляющее.
Harvia 20 SL Boiler
Каменка от финского производителя, весящая 75 кг, с 40 кг камней. Современная, с рекуператором в виде бака, с выносной конструкцией и вмонтированным конденсатором, рассчитана на парилку площадью до 20 м3. Обладает устойчивыми ножками и нержавеющей рамкой, отличается плавными формами и привлекательным дизайном.
Установка и подключение теплообменника и бака в бане
- Найдите подходящее место для монтажа выносного резервуара. Если все детали конструкции располагаются в одном помещении, его чаще всего вешают на ближайшую к нагревательному агрегату стену, выше рекуператора на 200-300 мм.
- Закрепите дюбелями деревянные плашки – это те направляющие, на которые вы навесите бак. Это нужно, чтобы емкость не прикасалась своей горячей поверхностью к элементам интерьера.
- Укрепите сборку кронштейнами – для большей надежности.
- Оснастите выносной бак 4 патрубками, после чего, используя фитинги, два первых соедините с соответствующими у бака (для прямой и обратной подачи воды), третий закройте клапаном, к четвертому подключите душ (кран).
- Установите (в нижней точке) вентиль на реверсной линии – для слива воды.
- Подключите все элементы и проверьте систему на отсутствие протечек.
Что нужно знать об эксплуатации
Если вы ознакомились с инструкцией, купили теплообменник в баню, убедитесь, что выполняются следующие условия:
- Крепежные соединения должны быть подвижными – это поможет минимизировать деформацию узлов рекуператора под влиянием высоких температур.
- Уплотнители обязаны быть изготовлены из термостойких материалов.
- Емкость выносного резервуара выбирается из такого расчета, чтобы он вмещал объем воды, нагреваемый за 2 часа.
- Важно, чтобы соблюдалась полная совместимость с отопительным агрегатом.
- Устройство должно потреблять не более 10% энергии, вырабатываемой печью.
Безопасность при эксплуатации
Чтобы предупредить возникновение аварийных ситуаций, соблюдайте следующие меры предосторожности:
- не крепите трубы непосредственно к стенам;
- следите, чтобы в баке всегда хватало воды, иначе быстро столкнетесь с проблемой накипи или даже с пожароопасной ситуацией;
- постоянно проверяйте работу аппарата и бейте тревогу при ее резком нарушении;
- используйте только термостойкие прокладки и регулярно обращайте внимание на то, в каком они состоянии.
Простейшие теплообменники
Для облегчения выбора агрегата предлагаем вам ознакомиться со следующими вариантами.
Змеевик для печей
Простейший вариант теплообменника – труба (из алюминия, меди или другого пластичного и антикоррозионного металла), загнутая в спираль или, реже, иной формы. Носитель по нему эффективно движется самотеком, если общая его длина менее 3 м. Нагревается за счет раскаленного воздуха, а не контакта с огнем. На концах такой конструкции производят резьбу (наружную) – для фитингового соединения с баком.
Располагать змеевик можно как прямо в топке, внутри, так и вне ее. Форма его бывает самой разной, начиная от простейших U-образных подков, продолжая уже упомянутыми спиралями с различным количеством витков и заканчивая сложными сварными регистрами. Последние делают ради повышения надежности и уменьшения энергопотерь, но так как они получаются крупногабаритными, то их, как правило, ставят в просторные каменки.
Прямоугольный бак на трубе
Это еще один тип – уже не внутренняя цилиндрическая емкость, а конструкция, состоящая из воздухонепроницаемого корпуса, выполненного из нержавеющей стали.
Принцип действия остается таким же – нагреваемая жидкость поднимается в резервуар, охлажденная идет обратно. В реализации для него подойдет дымоход диаметром Ф115мм (без применения переходника) или 110мм (с использованием), а попадание отработанного пара в комнату почти исключено. Правда, система должна быть герметичной, важно своевременно пополнять конструкцию водой.
Рекомендации опытных мастеров
Вот еще несколько советов, подсказывающих, как установить теплообменник в бане максимально рационально:
- Если не планируете использовать циркуляционный насос, делайте трубопровод под уклоном в 50, чтобы жидкость смещалась за счет самотека.
- Не берите слишком большой бак и/или не заливайте в него чересчур много воды, она ведь просто не успеет дойти до комфортной температуры за нужное вам время.
- Уделяйте максимум внимания герметизации – при сборке не стесняйтесь по несколько раз проверить качество каждого соединения.
Выбирайте долговечные материалы и подходящую конструкцию, верно производите расчеты, строго следуйте инструкциям и рекомендациям. Грамотный мастер знает, как сделать и подключить теплообменник в бане, ведь правильная установка будет залогом безопасной эксплуатации оборудования, а значит и комфортного купания после парилки.
Напоследок видео о том, как устроена универсальная модель теплообменника:
Подключение Выносного БАКА для нагрева воды к теплообменнику банной печи
Читайте дополнительно: делаем коптильню горячего копчения своими руками
Изготовление и установка теплообменника для банной печи
Если в парной установлена печь для бани с теплообменником, то не возникнет необходимости тратить дополнительные средства на монтаж бойлера, который требуется для нагревания воды. Такие конструкции являются наиболее оптимальными вариантами, что обусловлено тем, что они не только обогревают помещение, но и обеспечивают хозяев горячей водой.
Принцип работы
Если вы решили установить печь для бани с теплообменником, то вам необходимо для начала ознакомиться с принципом работы данного устройства. Теплообменники еще называются водяными контурами. Независимо от того, в каком месте они располагаются, их функционирование происходит по единому принципу. Тепловая энергия от печи поступает к рубашке или к регистру. Теплоноситель, который находится в теплообменнике, начинает нагреваться. В баке вода имеет температуру ниже комнатной или немного выше. За счет данной разницы в контуре возникает давление, способствующее циркуляции теплоносителя. Таким образом, нагретая вода поступает в бак. Из него теплоноситель расходуется на гигиенические процедуры. После этого в емкость поступает очередная порция холодной воды. Она переносится в теплообменник, где и осуществляется ее последующей нагрев. В том случае, если система обладает закрытым типом, что предполагает работу бака в качестве отопительного прибора, то заливку воды следует осуществлять еще до момента розжига печи. В этом случае разница температур может стать причиной деформации и повреждения металла теплообменника. Циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока в конструкции будет поддерживаться достаточно высокая температура. Если вы установите печь для бани с теплообменником, то не возникнет необходимости в монтаже водонагревателя, который устанавливается в душевой. Помимо прочего, перед хозяевами не встанет вопрос об обустройстве источников тепла в помещениях.
На что стоит обратить внимание?
Владельцы частных бань иногда сталкиваются с проблемой, которая выражена в том, что вода не может передвигаться самотеком. Этот процесс может быть только частично затруднен. При этом контур обязательно следует дополнить насосом циркуляционного типа. Важно помнить перед проведением таких работ, что система хоть и станет отличаться эффективностью, но будет энергозависимой.
Установка печи
Если вы решили выбрать печь для бани с теплообменником, то важно для начала ознакомиться с технологией ее установки. Монтажные работы производятся после обустройства фундамента, который обязательно заливается в грунт на 40 сантиметров. Основание должно возвышаться над уровнем земли, однако при этом следует руководствоваться основанием пола. Печь должна быть огорожена кирпичной кладкой, которая обустраивается с помощью глиняного раствора. В помещении топки следует установить теплообменник. Топку необходимо вывести в заблаговременно выполненное отверстие, которое будет располагаться в срубе бани.
Рекомендации специалистам
При установке печи в баню с теплообменником нагретая вода будет поступать в бак или подключенные радиаторы. В последнем случае следует использовать трубы, которые должны быть обмотаны теплоизоляцией. Дымовая труба должна быть выведена сквозь заблаговременно обустроенное отверстие в крыше. Оно закрывается стальным полотном, в котором проделывается вырез. Полученные стыки необходимо хорошо загерметизировать.
Несколько слов о подключении
Если вами была выбрана печь для бани с теплообменником и баком для воды, то необходимо усвоить тот момент, что конструкция в первую очередь предназначается для нагрева парной, второстепенная задача состоит в подогреве воды. Управлять несколькими процессами одновременно будет невозможно. Парилка находится в приоритете. По этой причине необходимо обеспечить отбор тепла и найти хорошую накопительную емкость. Желательно обустроить систему таким образом, чтобы горячая вода стекала самотеком, без использования циркуляционного насоса.
Если теплообменник имеет вид экономайзера или змеевика, то необходимо установить в бане выносной бак, монтируя его выше уровня печи. Для монтажа данной системы допустимо использовать металлические или полимерные трубы, однако полиэтиленовые применяться не должны. Диаметр трубопроводов и сетей, где вода поступает самотеком, необходимо выбрать таким образом, чтобы показатель не был меньше габаритов патрубков нагревателя. Лучше всего, чтобы диаметр оказался на один размер больше. При этом шаг от бака до нагревательного оборудования не должен быть больше трех метров.
Самостоятельное изготовление теплообменника
Если вы решили предпочесть печь для бани с теплообменником для воды, то последнюю составляющую можно изготовить самостоятельно. Для этого следует подготовить металл, толщина которого равна 2,5 мм. Сверху расположенная емкость цилиндрической формы должна быть соединена с нижней емкостью прямоугольной формы. При этом следует использовать трубы. В качестве главного условия при выполнении данных манипуляций выступает обеспечение всех сопрягаемых швов с наименьшими зазорами. Габариты самой стальной печи, а также диаметр труб должны быть подобраны в соответствии с габаритами помещения парной.
Нюансы проведения работ
Если вами изготавливается печь-камин с теплообменником, то подготовленные раскроенные заготовки, которые вырезаются из металлического листа, должны быть зафиксированы сваркой. После того как все расчеты были сделаны, а вы полностью убеждены, что в них нет ошибок, можно собрать всю систему окончательно. После окончательной сборки систему следует проверить на прочность. При этом можно использовать следующую технологию. Нижнюю трубу необходимо заварить, а после залить ее водой до самого верха. Выходное отверстие нужно соединить с емкостью. Далее нагнетается сжатый воздух, а манометр позволяет анализировать давление. При качественно выполненных швах течи не будет. Если были выявлены места, через которые просачивается вода, то жидкость нужно слить, чтобы заварить повторно погрешности. Важно учесть при проведении подобных работ, что суммарная длина труб должна быть минимальной.
Рекомендации по монтажу теплообменника
Если вы выбрали печь для бани с теплообменником для отопления, то важно учесть, что устанавливать водяной контур в топку или газоход будет гораздо сложнее по сравнению с тем случаем, когда теплообменник находится в комплекте с приобретаемой печью, выполненной из металла. В первом случае регистр необходимо изготовить заблаговременно, используя толстостенную черную трубу или нержавейку. Если выполнить контур с незначительной поверхностью обмена, то теплоноситель будет постоянно закипать, это нужно исключить. Тогда как излишне большие размеры, напротив, станут причиной долгого разогрева. В конечном итоге при необходимости использования воды она будет оставаться прохладной. Именно поэтому столь важно сделать контур с оптимальной поверхностью обмена.
Банная печка с теплообменником
Высокая температура и пар в бане, которые генерируются от раскаленной печи, вызывают открытие пор в поверхностных слоях кожи и вывод токсинов с потом. Это приводит к необходимости вымыть тело от остатков шлаков после банных процедур. Как минимум здесь нужна теплая вода, а, значит, придется организовать ее подогрев и подачу в душевую. Полноценная система ГВС требует больших капиталовложений, поэтому такое простое, но функциональное решение, как теплообменник для банной печи может сохранить весомую часть семейного бюджета. О том, как соорудить самодельный водонагреватель, и пойдет речь далее.
Для чего нужен теплообменник?
Люди мылись после бани и раньше, когда не было современных благ в форме централизованного теплоснабжения. Как правило, для этого в банную печь вмуровывался чан с водой, которая подогревалась, пока люди парились. Соответственно, после принятия процедур в этом же помещении можно было ополоснуть тело водой. Сегодня есть возможность объединить современные подходы к организации пространства бани и простые, эффективные решения, например, банная печка с теплообменником.
Прежде чем начать обзор существующих конструкций и пути их реализации, следует уделить внимание теории, а именно тому, как устроен и на каком принципе работает теплообменник. В нашем случае как источник тепла для нагрева воды можно использовать газы, которые возникают при сгорании топлива в топке и выбрасываются в атмосферу по трубе дымохода бани с высокой температурой. Ее вполне хватит, чтобы разогреть 50−80 литров воды за то время, пока человек будет париться. Самым простым вариантом теплообменника печки для бани является «труба в трубе». Внутри протекает греющий теплоноситель – дымовые газы, а вокруг – холодная вода, которая греется за счет теплопередачи через стенку.
Хитрый счетчик, сберегающий электроэнергию
Окупается за 2 месяца!
Разновидности
Организовать отбор избыточного тепла дымовых отходящих газов можно по разной схеме, в зависимости от конструкции печки и возможностей по инженерному оборудованию цепи ГВС. Поскольку теплообменник не работает самостоятельно (нужна аккумулирующая емкость для подогретой воды), то классификация этих устройств идет по двум основным критериям:
- Местоположение бака для горячей воды.
- Расположение основного греющего контура.
1. На практике используются следующие основные способы установки баков:
- Непосредственно в парной. Бак размещается на одной из стен, ближе к потолку. Преимущество такого способа очевидно – сводится к минимуму объем расходных материалов и потери на гидравлическом сопротивлении, вода греется быстрее. Среди недостатков – сокращение свободного пространства парной и низкий напор воды.
- В душевой. Вариант, сходный с предыдущим, за той лишь разницей, что бак вынесен за пределы парной. В этом случае придется использовать больше труб для организации подвода воды, выдержать необходимые уклоны для обеспечения естественной циркуляции. Недостатком является низкий напор.
- На чердаке. При естественной циркуляции – это идеальный вариант для напорной системы, но он требует больше труб, арматуры, обязательного утепления магистралей.
2. Что касается самого теплообменника, то он может быть:
- Внешним. Устанавливается непосредственно на дымоход или заменяет определенный ее участок (как правило, начальный от выхода из печи).
- Внутренний. Греющий блок около корпуса печки, непосредственно контактируя с ней, либо внутри (в топке или газоходах).
3. Кроме того, существует принцип классификации теплообменников по конструктивному исполнению:
- Змеевик. Спирально закрученный трубопровод или сварная конструкция из трубчатых регистров.
- Труба в трубе. Имеет необязательно круглое сечение. Содержит внешний и внутренний элементы, между которыми образуется водяная рубашка.
Расчет площади и режимов работы
Ключевым параметром является площадь теплообмена. Если она будет слишком маленькой по отношению к требуемой тепловой мощности контура, то при установленных скоростях течения среды (для сравнения режимов работы примем их постоянными):
- Вода не будет успевать прогреваться до необходимой температуры.
- Газы будут отдавать лишь часть полезной теплоты, а остальная просто вылетит в трубу.
При расчетах поощряется запас по площади и мощности, но если переборщить, то:
1. Вода будет получать больше тепла. Так бак нагреется быстрее до требуемой температуры, но дальнейшее ее повышение вызовет кипение.
2. Газы будут отдавать больше тепла, чем нужно. Это может вызвать образование точки росы в самой трубе, что вызовет ее преждевременное разрушение. Кроме того, микроклимат в парной ухудшится, сама печь достаточно не прогреется, а попытки как-то нивелировать этот негатив приведут к повышению расхода топлива.
Оптимальным считается значение мощности не более 10 % от печного. Время нагрева воды в баке до требуемой температуры должно быть на уровне 2 часов. Этого вполне достаточно, чтобы качественно попариться и к окончанию процедур иметь возможность помыться в теплой воде.
При расчете площади используют ориентировочный показатель 1 кв. м на 5–6 кВт мощности при том, что оценочно можно получить и 10. Таким образом, формируется достаточный запас.
Процесс сборки
Если предполагается банная печка со встроенным теплообменником, то для изготовления применяют:
1. Листовую сталь. При этом получится водяная рубашка, к которой следует присоединить подводящие трубы. Все соединения происходят путем сварки, после чего готовый теплообменник проверяют на герметичность. Толщина листа должна быть не менее 3 мм.
Сантехники: Вы будете платить за воду до 50% МЕНЬШЕ, с этой насадкой на кран
2. Стальные или медные трубы. Формируется регистр из подающего и обратного контуров, а также промежуточных труб. Для соединения используют сварку (сталь) или пайку (медь). Проверка на герметичность обязательна.
Ни в коем случае не допускается применять оцинковку, поскольку при температуре выше 200 градусов покрытие начнет испаряться. Для теплообменника из листового металла можно будет ограничиться режущим инструментом, формирующим заготовки. Когда же планируется трубчатый агрегат, то не обойтись без вальцовочного приспособления и трубогиба.
Кроме того, существуют серийные модели, которые нужно просто установить в печь или дымоход. Примером может служить круглый (напоминающий расширительный бачок) теплообменник «Ермак» для одноименной печи с достойными отзывами потребителей. Также серийно выпускаются модели трубчатого (размещаются в промежутке дымохода) или змеевикового типа. Бак для горячей воды, скорее всего, также изготавливается из листового металла. Место его монтажа и необходимая теплоизоляция выбираются из условий эксплуатации.
Что касается труб, то тут все зависит от циркуляции. При естественном течении нужно обеспечить уклоны подающей (не менее 30°) и обратной (2–5°) линий. Расстояние от выхода из теплообменника на трубе печи до ввода в бак должно быть не более 1 м по вертикали, и 3 м по горизонтали. Если планируется напорная система, с насосом, то выбор местоположения бака свободный. Уклонами в таком случае можно пренебречь.
Рекомендации по эксплуатации
Работа печи с теплообменником для воды на трубе (или при другой организационной схеме) сопряжена с высокой температурой и давлением. Поэтому важно знать правила безопасности:
1. Обязательное применение подвижных соединений для компенсации температурного линейного расширения металла.
2. Габариты теплообменника должны соответствовать посадочным размерам банной печи.
3. Объем аккумулирующего бака должен гарантировать нагрев воды в течение 2 часов.
4. Мощность контура ГВС не должна превышать 10 % от печной.
5. Уплотнения должны выдерживать высокую температуру.
6. Подпитка холодной водой разогретого контура не допускается.
7. Необходимо регулярно следить за температурой воды в баке и вовремя ее сливать, чтобы не допустить кипения.
Универсальный теплообменник для банной печи является прекрасным вариантом использования энергии отходящих газов для бытовых нужд. Разнообразие конструкций позволяет остановиться на более приемлемом технически и финансово виде, или же собрать самодельный.
Банные печи с теплообменником, принцип работы теплообменника
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.
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.
ИсточникМонтаж дымохода СЕНДВИЧ и ТЕПЛООБМЕННИКА для БАНИ, как сделать?
Читайте дополнительно: сколько камней нужно для каменки в бане
Печи для бани с теплообменником: как сделать своими руками
Теплообменник для банной печи
Содержание
Хорошо известно, что без запаса горячей воды парилка в бане теряет свою привлекательность. Даже самый простой теплообменник в банной печи обеспечит вдоволь кипятка для обрызга каменки и помывки в душе. Но не все так просто, от того, насколько удачно выбрана конструкция водогрейного контура, насколько удачно расположен теплообменный аппарат в банной печи, зависит производительность и надежность нагрева. А еще комфорт и настроение посетителей бани. Не говоря уже о том, что нужно соблюдать элементарную санитарию. Поэтому нет смысла бегать с ведрами в соседнее помещение, когда есть более простое решение.
Печь для бани с теплообменником для воды
Греть кипяток для парилки можно самыми разными способами. Существует множество схем отбора тепла через стенку топки, или можно использовать внешний нагрев воды в отдельной печи.
В этой ситуации дополнительный теплообменник для печи оказывается наиболее оптимальным вариантом. Уже даже производители банных печей сообразили, что проще монтировать небольшой дополнительный контур в топку, чем усложнять и увеличивать габариты печной конструкции корпуса за счет приставных емкостей. Поэтому примерно 60% печей для бани выпускаются с теплообменником.
Популярность теплообменного способа объясняется тремя факторами:
- Компактность конструкции с теплообменником;
- Эффективный теплосъем и быстрый нагрев воды;
- Безопасность конструкции теплообменника.
Последний фактор, наверное, имеет решающее значение. Популярные ранее огромные столитровые баки, устанавливаемые на боковой или тыльной стенки печки, наполненные кипятком, всегда были небезопасными и часто приводили к термическим травмам. Кроме того, для того чтобы нагреть такую массу воды, приходилось регулярно отвлекаться на перемешивание водяного запаса или растапливать печь задолго до начала прогрева парилки.
Теплообменник для бани стал настолько популярным, что его стали изготавливать кустарным способом, использовать теплообменные аппараты от систем отопления котельной и специализированной техники, и даже устанавливать хитроумные устройства в чугунные и кирпичные печи.
Использование теплообменника для банной печи позволило существенно улучшить санитарные условия внутри парилки, и, что немаловажно, почти неограниченный нагрев воды дает возможность оборудовать полноценное моечное отделение. Теперь появилась возможность принимать душ практически без оглядки на запасы кипятка в парилке.
Принцип работы
Схема работы теплообменного аппарата была следующей. Внутри печи, обычно в топку или на выходной патрубок, устанавливается теплообменный контур. Чаще всего это медная или стальная трубка длиной 6-7 м или емкость из нержавейки.Для компактности труба может выполняться в виде змеевика, набора регистров или плоской спирали.
Вода поступает внутрь трубы из внешнего бака, обычно самотёком или под небольшим напором водяной башни. Скорость потока невелика, поэтому жидкость успевает прогреться до относительно высокой температуры в 90оС.
Гибкость и эффективность теплообменного аппарата привела к тому, что банная печь с вмонтированным теплообменником превратилась в основной источник горячей воды загородного или дачного отдыха. Мало того, в зимнее время печь с теплообменником может использоваться для отопления помещения.
Понятно, что в этом случае размеры топки и теплообменного контура должны быть минимум вдвое больше и изготавливаться из жаростойких материалов. Существуют также ограничения и по используемому топливу. В данном случае речь идет о теплообменнике для дровяной печи. Даже торфяной брикет, не говоря уже об угольном топливе, для рассматриваемых типов печей не используется.
Виды теплообменников
Конструкции теплообменных аппаратов не ограничиваются только традиционным змеевиком из медной трубы. Общее число моделей теплообменных агрегатов, по самым скромным оценкам, составляет не менее полутора десятков штук.
К наиболее популярным и востребованным видам печных теплообменников относят следующие конструкции:
Если сравнивать приведеные конструкции, то все три модели, за исключением пакетного варианта, обладают достаточной эффективностью, чтобы греть воду в проточном состоянии. Скорость нагрева для обычного стандартного теплообменника, диаметром канала 10-20 мм, составляет 10 мл/оС. При скорости движения воды 20-30 мм/с на выходе из печи вода успевает нагреться до 70-80оС.
Преимущества и недостатки конструкций
Если делаешь теплообменный аппарат собственными руками, то наибольший интерес представляют собой виды и конструкции. Чаще всего проточную часть изготавливают из медной трубы диаметром 15-20 мм. Заготовку наматывают на деревянную болванку, на концы напрессовывают муфты или сгоны, с помощью которых можно подсоединить теплообменник к баку, питающему банную печь.
С тарельчатым или коробчатым теплообменником сложнее. Для изготовления собственными руками потребуется сварочный углекислотный полуавтомат или аргоновая сварка. По эффективности отбора тепла в банной печи тарелка теплообменника немного уступает змеевику, но обходится дешевле.
Регистровые теплообменники сваривают из труб на основе жаропрочной стали, по эффективности они несколько хуже тарельчатых, но зато прекрасно переносят перегрев. Даже если в банной печи остановилась подача воды, как правило, это не ведет к повреждению теплообменного контура. Данный тип теплообменника может изготавливаться также из медной трубы, КПД аппарата увеличивается в полтора-два раза, но при этом значительно уменьшается стойкость к перегреву.
Установка теплообменника на банную печь
Так как все перечисленные модели серьёзно отличаются между собой по способности противостоять перегреву, место для установки конкретной модели выбирается исходя из особенности устройства топки и материала, из которого изготовлен теплообменник.
Каркасные или регистровые системы, как правило, используются в кирпичных банных печах. Аппарат заделывается в верхнюю часть топки или в свод печи еще на этапе её постройки. При этом патрубки для подключения к баку выводят с тыльной или с боковых сторон печного корпуса.
Таким же способом устанавливаются плоские змеевики из меди и нержавейки. Они могут быть заделаны как в свод, так и в одну из вертикальных стенок топочной камеры в банной печи.
Витые медные змеевики традиционно устанавливают на верхний дымоход. Иногда змеевик располагают непосредственно под насадным центральным баком для горячей воды. В баке греется вода для обрызга каменки, а в медном теплообменнике нагревается вода для душа или моечного отделения.
Тарельчатые и коробчатые теплообменники устанавливается на одной из боковых стен в банной печи. Обычно их используют для стальных или чугунных печек. Для установки достаточно вырезать в стенке два отверстия. После чего на выходные патрубки одеваются распорные втулки, и теплообменник устанавливается внутри топки с помощью накидных гаек. Подобный тип теплообменника называют ещё сухим, так как вода при любых обстоятельствах не попадает внутрь топочной камеры.
Теплообменник должен получать большую часть тепла внутри печи не за счет конвекции и обтекания раскаленными газами, а в виде инфракрасного излучения от стен и свода банной печи. Чтобы избежать перегрева, трубы теплообменного контура приходится экранировать листами из нержавеющей стали. В результате и ресурс повышается, и вода в теплообменнике нагревается более равномерно, без кипения и паровых фонтанов.
Схема подключения теплообменника для бани
Практически все модели теплообменных устройств работают по принципу самотека или естественной конвекции воды в полузамкнутой системе труб. Поэтому при разработке схемы установки аппарата отбора тепла необходимо придерживаться двух правил:
- Входной и выходной патрубки теплообменника должны располагаться на разных уровнях, расстояние по вертикали между нижней и верхней точками подвода воды должно быть не менее 20-25 см. Нижний патрубок используется для подвода холодной воды, верхний — для отвода кипятка;
- Подключение к патрубкам греющего контура банной печи необходимо выполнять только с помощью гибких соединений, а соединительные муфты обязательно уплотнять теплостойким силиконом.
Речь идет не о гибких резиновых шлангах в металлической оплетке, они для этих целей не подходят, даже если на этикетке присутствует маркировка «для горячей воды» или что-то подобное.
Опытные пользователи рекомендуют выполнять подключение бака к теплообменнику в бане с помощью гибких газовых шлангов из нержавейки.
Как подключить теплообменник к банному баку
Классической схемой установки считается выносной бак для бани с теплообменником. Это означает, что емкость с горячей водой для душа и уборки помещения располагается либо на ближайшей стене, либо за пределами парилки, поближе к душевой кабинке.
Важно обеспечить определенный перепад высоты между выходом из теплообменника банной печи и донной частью емкости с водой. Обычно эта величина выбирается в пределах 50-70 см. Для коробчатых и регистровых схем, плоских змеевиков бак находится на уровне 120 см над уровнем пола. Это удобно, можно зачерпнуть горячей воды через верхний люк.
Другое дело, если змеевик теплообменника для бани установлен на трубу дымохода. В этом случае бак придется поднимать на высоту 180-200 см, поэтому в днище или на выходе из контура устанавливать бронзовый кран для горячей воды.
Трубопроводы, ведущие от теплообменного контура печи к баку, обычно располагают под уклоном. Холодная магистраль от нижнего патрубка подводится к питающему баку под прямым углом, это обеспечивает максимальную величину гидростатического напора в контуре. Отходящая магистраль устанавливается под углом 25-30о. Делается это для отделения пузырей воздуха и пара, образовавшихся в потоке воды при нагреве.
На холодной магистрали обязательно делают колено и ставят сливной шаровый кран, с помощью которого можно легко слить воду из банного теплообменника.
Заключение
Теплообменник для банной печи давно уже стал неотъемлемым атрибутом настоящей парилки. Его без особых проблем можно сделать собственными руками, заказать у мастера или купить готовым, даже с установкой. Небольшие затраты на дооборудование банной печи сторицей окупятся более высоким уровнем бытовых условий, ведь не обязательно топить парилку, чтобы обеспечивать летом всю семью горячей водой.
Статья по теме: огнеупорная футеровка
