Конструкция банной печи с водяным баком

Принцип работы

Теплообменники или водяные контуры независимо от своего месторасположения работают по единому принципу. Тепловая энергия непосредственно от печи передается водяной рубашке или регистру. Залитый в теплообменник теплоноситель начинает нагреваться; в баке или же вода имеет комнатную или ниже таковой температуру.

За счет этой температурной разности в контуре создается давление, которое способствует самотечной циркуляции теплоносителя. То есть, нагретая в теплообменнике вода поступает в выносной бак. Из бака горячая вода расходуется на гигиенические процедуры, после чего в емкость заливается холодная порция теплоносителя. Холодная вода в свою очередь переносится по трубам в теплообменник, где происходит ее нагрев.

Если система закрытого типа (то есть выносной бак работает как отопительный прибор), заливка воды производится строго до розжига печи, в противном случае из-за разницы температур может деформироваться и лопнуть металл теплообменника.

Циркуляция продолжается до тех пор, пока в печи поддерживается высокая температура.

Таким образом, при наличии в печи теплообменника отпадает необходимость в установке водонагревателя для душевой, а также обустройстве дополнительных источников тепла в помещениях.

Теперь остановимся более детально на печном водном баке с теплообменником. Сама по себе его конструкция довольно проста: специальный бак емкостью не более 5 литров, выполненный из металла, устанавливается прямо в печное «сердце» или в ту ее часть, где наблюдается высокая температура. Бак, в свою очередь, соединен специальными трубами, ведущими в соседнее помещение, где расположена основная емкость с водой объемом до 120 литров.

Принцип работы теплообменника заключен в следующем: из основной емкости вода поступает по приводной трубе в малый бак (теплообменник), нагревается там и возвращается по выводной трубе уже теплой.

Правильно расположенные трубы позволят циркулировать водной массе естественным образом. Но в некоторых случаях в системе могут образовываться воздушные пробки и неравномерно прогреваться вода. Выходом из этой ситуации станет электрический насос, который будет принудительно «гонять» воду по системе.

Теплообменник может располагаться как внутри печной конструкции, так и вне ее — рядом с дымовой трубой.

Совет. Несмотря на расположение вспомогательного бака, специалисты отдают предпочтение водной системе, циркулирующей свободно.

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.

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%).

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.

Конструкция банной печи с водяным баком

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.

Насколько положителен эффект, от данной конструкции, можно понять, рассмотрев принцип работы теплообменника банной печи, устанавливаемой в соответствии с приведенной технологической схемой. Необходимо растопить печь, чтобы поступающая в систему вода начала нагреваться и двигаться вверх по трубе. Благодаря этому начинает разогреваться жидкость, залитая в выносной бак, что обеспечивается циркуляцией теплоносителя.

Конструкция банной печи с водяным баком

Все виды этих устройств обязательно заполняются какой-нибудь жидкостью – водой либо антифризом, которую в них подает сообщающая емкость в виде навесного бака или батареи водяного отопления.

Схема работы этого устройства довольно проста: необходимые функции выполняются за счет естественной циркуляции прогреваемых жидкостей или же – благодаря подключению электрического насоса.

Существуют нюансы, от которых может зависеть эффективность работы такой печи:

  • Печники с опытом рекомендуют останавливать свой выбор на открытых системах нагрева воды в бане, иными словами – тех, что без давления.
  • Самая эффективная система нагрева воды – это та, в устройстве которой суммарная протяженность труб не будет превышать 3-х метров. Согласно отзывам опытных печников, этого достаточно для размещения сразу за стеной парилки бака.
  • Многое зависит от толщины трубы – она должна быть не менее 1 дюйма, иначе ток жидкости может не справиться с серьезным сопротивлением и печь для бани с теплообменником без насоса практически не сможет перегонять воду.

Оговоримся сразу, любые расчеты требуемых габаритов теплообменника для банной печи всегда будут ориентировочны. К примеру, для нагрева стандартного банного помещения потребуется приблизительно 5кВт электроэнергии. Значит именно такое количество энергии мы и должны получить от печи с теплообменником.

То есть сам по себе расчет достаточно сложен. Но при любом раскладе ближе к концу топки мощность стремительно снижается до 10 раз. А потому рабочую площадь теплообменника нужно брать со значительным запасом. И тогда на выходе вы получите систему, готовую поддерживать требуемую температуру во всех отделениях бани.

К вопросу о форме теплообменника для банной печи — тут все зависит от вашей фантазии. Простейшим, дешевым и потому распространенным вариантом является система труб из нержавеющей стали. Равноценной заменой можно считать агрегаты, сваренные из нескольких швеллеров.

За основу возьмем листовой металл, толщина которого не менее 2мм. Из него потребуется соорудить цилиндрический (впоследствии верхний) и прямоугольный (нижний) резервуары, и соединить их трубами. Размер (а точнее площадь) должны рассчитываться в соответствии с размерами предполагаемого помещения.

Перед окончательным монтажом, не лишним будет оценить, точность произведенных расчетов. Для этого раскроенные детали прихватываются сваркой. После проверки можно приступать к сборке. Далее прочностная оценка: завариваем нижнюю трубу, а сам теплообменник наполняем водой, соединив при этом выходное отверстие с основной емкостью.

Разумеется, общую длину труб постараемся минимизировать. Это требование обусловлено внушительным количеством тепловой энергии, вырабатываемой при нагреве печи, и необходимостью в кратчайший срок передать ее теплоносителю. На входной и выходной трубах выполняется резьба для последующего монтажа устройства к общей системе.

Банные печи с навесным баком

Конструктивно теплообменник может представлять собой змеевик либо бак с максимальным объемом 5 литров и двумя патрубками для подключения водяного бака/радиатора.

По способу крепления теплообменники делятся на два типа:

  • внутренние. Такие изделия закрепляются на одной из боковых стенок печи либо монтируются на ее дне. Также возможет вариант установки водяной рубашки, которая буквально опоясывает топливную камеру с внутренней ее стороны либо размещена в пространстве между кожухом печи и стенками топливника;

    Теплообменник для печи

  • внешние. Теплообменники этого типа фиксируются на дымовой трубе или прикрепляются к стенке печи.

    Внешний теплообменник на трубе

Лучшими показателями теплосбережения отличаются теплообменники внутреннего типа. Вода в них будет нагреваться, пока полностью не остынет печь до последнего ее кирпича или камня.

Самый быстрый нагрев воды обеспечивают внутренние теплообменники и наружные, устанавливаемые на печную трубу. При этом первые изделия нередко предполагают необходимость внесения конструктивных изменений/дополнений в банную печь, а вторые нельзя назвать украшением помещения парной (широкий бак не лучшим образом вписывается в интерьер).

Конструкция банной печи с водяным баком

Если сравнивать изделия по легкости монтажа, то пальму первенства занимают теплообменники, которые навешиваются на внешние стенки печи. Такие изделия отличаются продолжительным сроком службы, не портят внешнего вида печи, однако вода в них нагревается дольше, а остывает значительно быстрее.

В общем, если и выделять какие-то определённые критерии выбора банной печи, то главный из них такой: печь должна иметь достаточную тепловую мощность и – желательно – широкий динамический диапазон регулирования этой мощности.

Поскольку печи для бань с баком топятся достаточно жарко и хорошо нагреваются, то непосредственно вблизи них делать какие-либо пристройки из сгораемых материалов запрещено, поскольку это очень опасно и нередко приводит к пожарам.

В целях безопасности следует соблюдать некоторые правила установки печи для бань с баком для воды:

  • Минимальное расстояние между стенками печи и конструкциями из возгораемых материалов должно быть 50–70 см. Если есть защитные перегородки (например, из металла) расстояние можно сократить.
  • Щель между кровлей и трубой обязательно нужно заделать оцинкованным железом.
  • На деревянный пол перед печью укладывается металлический лист, дабы избежать возгорания от падающих угольков.

Сейчас предлагается множество вариантов готовых банных печей, работающих на электричестве, газе и дровах. Какую же из них выбрать для бани?

Если банное помещение расположено рядом с домом либо примыкает к нему и нуждается в дополнительных коммуникациях, то печь, несомненно, должна быть каменной.

Есть варианты, в которых печка кроме основных функций (обогрев парной) выполняет ещё дополнительные, т. е. служит в качестве водонагревателя для бань. Это так называемый дачный вариант.

Конструкция банной печи с водяным баком

Виды банных печей с баками для воды

Конечно, проще и удобнее воспользоваться уже готовыми печами, предлагаемыми сейчас в огромных количествах — начиная от простой, лёгкой печки для дачи и заканчивая элитной, массивной печью с панорамным стеклом, которая одновременно может служить и каменкой для парного помещения и шикарным камином для комнаты отдыха.

Заводские печки имеют как общие характеристики, так и особенности, присущие каждой модели.

Отличаются модели также по форме: круглые, овальные, треугольные и т. п. Есть печи со встроенным баком и выносным котлом, подключённым к встроенному теплообменнику, а также с баком, который ставится непосредственно на отопительную часть печки (самоварный тип).

Преимущество металлических печей:

  • Быстрый нагрев. Уже через 30–40 мин. после начала топки температура в парильном помещении достигает 8–100° C.
  • Они компактны, занимают мало места.
  • Их легко смонтировать.
  • Имеют небольшой вес, следовательно нет необходимости создавать прочный фундамент.
  • Уже в процессе топки можно принимать банные процедуры.
  • Разнообразны по форме, что позволяет подобрать оптимальный для себя вариант.

Это самая экономичная по своей себестоимости конструкция.

После того как в верхней крышке будет вырезано отверстие под дымоход, она устанавливается сверху бочки. Такой тип конструкции имеет очень серьёзный недостаток. Заключается он в том, что для подачи пара необходимо сначала поднять крышку, так как вода заливается на камни сверху.

Этот тип печи больше подходит для маленькой баньки на дачном участке.

Но если вам больше нравится традиционная русская баня с настоящим парком и ароматом дерева, можно сделать не очень сложную по конструкции каменку. Тем более доказано, что только такая печь может обеспечить идеальное сочетание влажности и температуры.

Прежде чем приступить к строительству печи для бань с баком для воды, нужно правильно определить место. В бане небольшой площади печь устанавливается посередине помещения.

Теперь необходимо выбрать кирпич. Он должен быть огнеупорным. Подготавливается раствор для кладки. Можно использовать глиняный: воду и глину смешиваем 2:1.

Конструкция представляет собой закрытую каменку прямого нагрева камней, то есть камни нагреваются непосредственно от тепла печных газов. Камни располагаются внутри топочного пространства и лежат на решётке из шамотного кирпича.

Вначале выкладываем основание, тогда печь будет хорошо прогреваться и тепло будет поступать в баню, а не уходить в пол. Перед тем как выкладывать основание, необходимо на фундамент разместить прокладку из битума для гидроизоляции. Кирпичи первого слоя следует смочить водой.

Теперь делаем поддувало. Оно служит для прочистки дымовых каналов и вентиляции. Без него не будет обратной тяги и дрова не разгорятся. Поддувало можно закрепить оцинкованной проволокой или стальными полосками (второй вариант предпочтительней).

Затем одну половину конструкции накрываем колосниками для того, чтобы воздух поступал в топку, а дрова не провалились вниз. С учётом того, что железо под воздействием температуры расширяется, для более надёжного размещения колосника, в кирпичах делаются углубления (достаточно 1–2 см). Оставшуюся часть конструкции закладываем кирпичом стык встык. Основание печи готово.

На следующем этапе выкладываем топку. Чтобы не пришлось часто подкидывать дрова в печь, топка по размеру должна быть в два раза больше поддувала.

Топочная часть печи, по всей высоте выполнена также из шамотного кирпича. Таким образом, в печи устроено шамотное топочное ядро. Между этим ядром и стенами печи существует зазор, который необходим технологически, поскольку ядро сильно нагревается и при нагреве расширяется.

Также этот зазор можно использовать для получения конвекционного тепла для дополнительного прогрева парного помещения. Для этого сверху печи делается специальная дверца.

Холодный воздух из нижней части помещения бани поступает в печь и проходя между наружным и внутренним её контуром через зазор, нагревается и при открытии верхней дверцы, наружу выходит уже прогретый воздух.

После того как топка закончена, дверка закрывается и уже в дальнейшем прогрев парного помещения происходит за счёт излучения тепла от наружных стен печи, а также с помощью подачи пара через каменку.

Для поддувала и топки рекомендуется использование дверок из чугуна. Они имеют отличные огнеупорные качества.

В передней стенке печи делается отверстие для водяного бака, если планируется ставить встроенный котёл.

Перед тем как выбрать для бани печь на дровах нужно определиться с ее видом:

  • кирпичная или каменная;
  • чугунная;
  • стальная.

Банная печь с теплообменником

Монтаж чугунных или стальных конструкций, а также их обслуживание проще, чем обустройство традиционной кирпичной каменки. Такой вид отопительного прибора компактнее, да и при необходимости его можно перенести в другое помещение.

Практически все обогревательные конструкции состоят из одинаковых основных элементов, а именно:

  • корпус;
  • топочное отделение с дверцей;
  • колосники;
  • зольное отделение;
  • дымоотводящий канал;
  • резервуар для жидкости;
  • поддон для камней.

Рассматривая чугунную печь на дровах для бани стоит знать, что они разделяются по принципу действия и типу топки.

Выносной бак – один из самых удобных вариантов. Это способ, который позволяет одновременно нагревать воду и использовать ее для обогрева другого помещения, например в мойке. К тому же, если вода греется в выносном баке, никогда не возникнет ситуация, когда парная еще не прогрелась до нужной температуры, а вода закипела и наполняет помещение влажным паром. Выносной бак, пожалуй, единственный вариант, если вы хотите оборудовать сауну с ее сухим горячим воздухом, а не русскую баню.

Выносной бак обычно изготавливают из нержавейки и устанавливают в смежном помещении. В печи для обогрева воды монтируется специальный регистр (теплообменник), который соединяется с баком при помощи шлангов или труб (трубы предпочтительнее – безопаснее).

Нижний край бака должен находиться выше регистра на 50-70 см. В этом случае циркуляция воды будет происходить без использования насосов.  Чтобы вода циркулировала беспрепятственно, важно, чтобы общая протяженность труб (шлангов) не превышала 3 метров. Важен также и диаметр труб – он должен быть не менее дюйма, в противном случае придется ставить насос. Следите также, чтобы не было провисаний труб. Для оптимальной циркуляции воды необходим наклон в 2-5 градусов.

Теплообменник для печи из кирпича

Теплообменник для печей «Жара» выполняется из нержавеющей стали толщиной 5 мм и имеет цилиндрическую форму.

Главный недостаток выносных баков – относительная сложность монтажа и подключения. Да и регистры, необходимые для нагрева воды, стоят денег, плюс затраты на установку, трубы, шланги, краны. В результате сумма получается не такая уж и маленькая. Зато у вас есть возможность устроить душ или даже подключить батарею для обогрева душевой или раздевалки в зимнее время.

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.

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.

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.

  • Печь устанавливается на фундамент, залитый вглубь на 40 см, а его высота над уровнем земли определяют на основании уровней пола и топки в бане.
  • Печь огораживается кирпичной кладкой на глиняном растворе.
  • В топочном помещении монтируется теплообменник. Топка выводится в заранее выполненное в срубе бани отверстие.
  • Нагретая вода подается системой в бак для воды или подключенные радиаторы при помощи труб, обмотанных теплоизоляцией.
  • Дымовая труба выводится через обустроенное отверстие крыши, которое закрывают металлическим листом, со сделанным в ней вырезом.
  • Все стыки тщательно герметизируются.

На фото выше вы можете видеть стройство печи.

Расчеты мощности теплообменника

Объем теплообменника выбирают, исходя из объема самой печи, а также учитывая ее мощность.

<img src='https://banya-expert.com/wp-content/uploads/2015/08/teploobmennik-ermak-1.jpg' title='' alt='Теплообменник

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Всё про бани
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector