Нагрев воды в бане через теплообменник

Нагрев воды в бане: обзор способов и выбор оптимальной системы

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.

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=Waxg6VSKkXQ

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.

Нагрев воды в бане через теплообменник

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).

Наличие в бане горячей воды – обязательное условие ее нормального функционирования. Нагрев может осуществляться при помощи газовой колонки, электроэнергии, дымовых газов от сгорания дров или путем подключения к централизованной сети. Все варианты имеют свои плюсы и минусы, исходя из которых выбирается решение для каждого конкретного случая.

Теплообменник для банной печи: виды и особенности

Проблема большинства бань в загородном или деревенском доме – отсутствие горячего водоснабжения, что приводит к необходимости создавать системы для нагрева воды. В принципе нагрев воды в бане можно обеспечить двумя способами: устанавливаются отдельные водогрейные устройства или используются банные нагревательные печи.

В первом варианте могут использоваться различные стандартные водогрейные котлы, например, газовые обогреватели или электрические теплоэлектронагреватели (ТЭНы), которые способны быстро подогревать большой объем воды. Однако такие конструкции придется устанавливать в моечном помещении, что создает проблему горячей воды в парилке.

Банная нагревательная печь способна, помимо главной функции – обогрева, обеспечить и подогрев воды. В этом случае для нагрева воды устанавливается специальный бак нужной емкости (от 30 до 100 л) с водой, и используется тепло, которое все равно вырабатывается для обогрева парилки. Для поддержания нужной температуры используется классический русский вариант – на дровах. Причем принцип нагрева может быть различным, но его желательно заложить в конструкцию печей уже на стадии проекта.

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.

Нагрев воды в бане через теплообменник

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

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 500оС. 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.

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.

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…

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.

https://www.youtube.com/watch?v=aPYOnVbXz_E

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.

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.

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.

Хотя температура воды в теплообменнике при любой его конструкции не поднимается выше 100oC, 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.

Встроенная система

Наиболее простой и распространенный способ установки бака для нагрева воды – установка его на одну из сторон или сверху банной печи. Идеальный вариант – бак с водой установлен внутри печи и выходит одновременно в два помещения (парилка и мойка). Емкость такого бака может быть любой, а способ нагрева – на дровах.

Другое дело, если банная нагревательная печь уже построена и в ней не предусмотрен бак. В этом случае применяется навесной вариант (обычно сбоку или спереди в парилке). Емкость бака составляет порядка 40-70 л, и нагревается такой объем (на дровах) за 1,2-1,6 ч. Ускорить нагревание можно обеспечив теплоизоляцию стенок бака.

Какая же баня без горячей воды? А вот чтобы ее нагреть, вовсе не нужен бойлер – ведь есть печь и огонь в печи. А вода греться будет с помощью теплообменника.Но сначала нужно определить, какой конкретно будет лучше бак для бани: на трубу, выносной или встроенный, из какого он будет сделан материала – в общем, каким он должен быть, чтобы в процессе эксплуатации бани его не пришлось менять на другой.

Можно, конечно, найти печи для бани с баком, но что делать, если печь есть, а емкости для нагрева – нет? Тогда можно найти баки для бани на заказ или сделать их самостоятельно, использовав обычный сварочный аппарат – и все дела.

  • 2 Чугун, сталь или нержавейка?
    • 2.1 Чугун: горячая вода на целый день
    • 2.2 Нержавеющие баки для бани: легкие и долговечные
    • 2.3 Эмалированные баки – хороши при осторожном обращении
  • 3 Схема подогрева: от тэна или печи?
  • 4 Как грамотно установить и подключить бак для воды?

Баки для бань бывают встроенными, выносными и на трубе — и у каждого свои плюсы и минусы. Сравнивайте и оценивайте — какой именно подойдет для вашей бани.

Конструкция с теплообменником

Если есть необходимость привязки бака для нагрева воды к определенному месту в стороне от печи, то применяется конструкция с теплообменником. Эта конструкция основывается на том, что внутри нагревательные печи имеют змеевик из стальной трубы, через который подается холодная вода. Проходя через печь, жидкость нагревается и поступает в отдельно стоящую емкость, где и накапливается горячая вода. Объем бака обычно составляет 60-80 л и нагревается в течение 1,6-2,2 ч.

Теплообменник использует известный физический закон – холодная масса опускается вниз, а нагретая жидкость подается вверх. Этим и обуславливается размещение бака. Основное преимущество теплообменной системы – отсутствие необходимости привязки бака к печи. Минусом нагревателя является более сложная конструкция.

Хорошая печь для бани позволяет решить все задачи для того, чтобы традиционная процедура была максимально комфортной. Предусмотрев теплообменник в банную печь, можно обойтись без бойлера для нагрева воды.

Теплообменник — это полая емкость, заполненная водой, вмонтированная в конструкцию печи. Теплообменник соединяется с системой труб и/или баков, по которым циркулирует вода, разогретая во время топки печи.

В зависимости от конструкции, движение воды по системе осуществляется естественным способом или принудительным (с помощью насоса). Принцип работы теплообменника банной печи в том, что разогретая вода поступает в отопительные батареи и бак для душа, а холодная перетекает в теплообменник и нагревается. Процесс происходит в течение всего времени топки.

Существует несколько конструкций теплообменников:

  • Внутренний теплообменник — емкость с водой для нагрева помещается в топку печи. Конструкция емкости может быть любой — в виде бака, образующего одну стену топки или змеевика из труб, опоясывающего топочное отделение.
  • Внешний теплообменник — модуль помещают снаружи печи, обычно он опоясывает печную трубу, нагреваясь от температуры горячих газов, выводимых через трубу в процессе горения топлива в печке.

Вода, циркулирующая в системе, может использоваться как для отопления помещения, так и для нагрева воды для мытья. Конструктивно печь для бани с теплообменником для воды не отличается от обычной печки с местным водяным отоплением.

Для монтажа системы с двумя функциями (обогрева помещения и получения горячей воды) придется предусмотреть бак для воды и правильно рассчитать протяженность и диаметр труб для оптимальной работы системы.

Наибольший КПД имеет система, в которой соблюдены условия:

  1. Протяженность труб не более 3 м;
  2. Диметр труб больше 1 дюйма — при маленьком просвете жидкость не сможет нормально циркулировать без помощи насоса; 
  3. Открытая система нагрева воды — в расширительный бак организован доступ воздуха.

Такая конструкция не потребует дополнительных затрат энергии (в том числе электрической – для насоса) и обеспечит обогрев помещения и горячую воду.

Примечание: для обогрева помещения в системе местного отопления можно использовать антифриз — он не боится низких температур, поэтому во время длительных простоев в зимнее время не придется сливать жидкость из системы. На практике такой теплоноситель используется очень редко из-за его высокой стоимости.

Печь для бани с теплообменником для отопления должна давать 5 кВт тепла при стандартной площади для обычной семьи. Рассчитывая самостоятельно размеры элементов системы, исходят из того, что 1 м2 площади теплообменника дает около 9 кВт.

Рекомендуется делать размеры с большим запасом, так как на эффективность системы влияет расположение и форма котла, качество топлива.

Проектируя систему для получения горячей воды (с выносным баком) следует учитывать, что сама емкость будет дополнительно обогревать помещение.

Схема подключения теплообменника в бане проста для печей заводского производства в соответствующих моделях. Однако для людей, имеющих навыки сварки, вполне по силам собрать систему самостоятельно и для кирпичной печи. Для системы с естественной циркуляцией понадобятся трубы, фитинги, фурнитура (2 крана), бак для воды.

Металлические листы нужны в случае, если бак для воды или теплообменник предусмотрено сваривать самостоятельно (в форме куба или параллелепипеда). 

Теплообменник изготавливают из металла не менее 2,5 мм или труб, согнутых змейкой, спиралью. 

Бак для воды располагают выше уровня печи — это нужно для циркуляции воды. Затем эти элементы соединяют между собой трубами: верхним и нижним контуром.

Для слива воды (при промывке системы или в периоды длительного простоя в зимнее время) в обратный контур в низшей точке трубы врезается кран. 

Примечание: для обогрева смежных помещений бак для воды можно теплоизолировать — в этом случае он будет нести дополнительную функцию теплоаккумулятора.

Монтируя теплообменник для горячей воды в баню, нужно помнить о том, что:

  • Выносной бак для воды следует подбирать в соответствии с мощностью банной печи — слишком большая емкость будет долго нагреваться. В маленьком баке вода рано закипит и заполнит моечную ненужным паром.
  • Соответствовать печи должен и теплообменник — слишком большая конструкция снизит эффективность печи. Оптимальным считается вариант, когда система забирает 10 проц. от мощности печки.
  • Трубы системы не следует закреплять жестко к стенам — их линейные размеры изменяются при нагреве.
  • Для резьбовых соединений системы используется только уплотнитель, способный выдержать высокие температуры.
  • В системе с естественным теплообменом (без использования насоса), нужно соблюдать уклон в 2 – 5 градусов верхнего и нижнего контуров труб.
  • Бак для бани с теплообменником  не должен быть пустым во время топки печи.

После разогрева системы до высоких температур нежелательно добавлять холодную воду — резкий перепад негативно скажется на сроках эксплуатации

Печка для бани с теплообменником позволит получить максимальный комфорт и, одновременно, сохранить очарование этой любимой традиционной процедуры.

Как установить воздушный или водяной теплообменник на трубу дымохода своими руками

Нагреватель можно соорудить на дымоходной трубе, и разогрев будет производиться от отводящего вверх дыма. Такой источник тепла может разогреваться до температуры свыше 500ºС, что можно использовать с пользой, перед тем как дым уйдет в трубу. Главная проблема конструкции – обеспечение герметичности места ввода дымоходной трубы в нагревательный бак.

Применение цементного раствора не рекомендуется из-за его растрескивания при таких термических нагрузках.

Основное преимущество системы «самовар» – использование бесполезно уходящей энергии с пользой для дела. Кроме того, достаточно высокое расположение бака дает возможность его использования в качестве душа, если установить соответствующий распылитель для воды.

Эффективность банной или отопительной печи можно повысить, оснастив ее водяным или воздушным теплообменником. Установка теплообменника на дымоходе позволит решить сразу две задачи: нагреть воду для отопительной системы или контура ГВС и выполнить теплоизоляцию дымохода.

Принцип работы

Дымовая труба металлической печки, установленной в бане, доме или гараже, при топке сильно нагревается. В зависимости от конструкции печи ее температура может быть от 200 до 500 градусов, что делает ее опасной в противопожарном плане, а случайное прикосновение к ней может вызвать сильный ожог.

Тепло от дымовой трубы можно использовать во благо, разместив на ней теплообменник: бак или змеевик. Теплоносителем в этом случае обычно выступает вода, а в некоторых случаях — воздух. При контакте теплоносителя с нагретыми стенками дымовой трубы их температура выравнивается: дымоход охлаждается, а вода или воздух в теплообменнике, напротив, нагреваются.

При нагреве теплая вода поднимается в верхнюю часть теплообменника, а оттуда по выходному штуцеру и трубе в систему или накопительный водяной бак. На место нагретой воды через входной штуцер поступает холодная. По мере нагрева циркуляция продолжается, в результате чего вода в накопителе способна нагреться до высокой температуры.

Воздушные теплообменники действуют по схожему принципу: снизу происходит забор холодного воздуха, после нагревания он поступает по трубопроводу в обогреваемые помещения. Так можно обогреть мансарду в дачном доме или комнату отдыха в бане, которые топятся периодически. Устройство водяного отопления в них невозможно, так как придется регулярно сливать и заливать в систему теплоноситель.

Теплообменник в виде бака, расположенного вокруг дымохода, делают из нержавейки или оцинкованной жести. При этом следует учесть конструкцию печи. Если в ней предусмотрен режим дожигания дымовых газов, и температура дыма на выходе из печи не превышает 200 градусов, можно использовать любой материал для изготовления теплообменника.

В простых печах без дымооборота значение температуры дыма на выходе может достигать 500 градусов Цельсия. В этом случае необходимо использовать нержавейку, так как цинковое покрытие при сильном нагреве выделяет вредные вещества.

Чаще всего теплообменники такого типа устанавливают на банную печь и используют в качестве нагревателя воды для ГВС. Бачок оснащают штуцерами в верхней и нижней его части, к ним подключают трубы, выведенные в систему. Бак для горячей воды при этом устанавливают в душевой или парилке. Возможно использовать такую систему и для отопления подсобного помещения или гаража.

Теплообменники для промышленных печей продаются в комплекте с некоторыми модификациями, при установке новой печки можно подобрать подходящую модель с уже готовым водяным контуром. Также можно сделать теплообменник на дымоход своими руками. Для его изготовления необходимы следующие материалы:

  • отрезки трубы из нержавеющей стали разного диаметра с толщиной стенок 1,5-2 мм, листовая сталь;
  • 2 штуцера на 1 дюйм или ¾ дюйма для подключения к системе;
  • бак-накопитель из нержавейки или оцинкованной стали объемом от 50 до 100 литров;
  • медные или стальные трубы или гибкая подводка для ГВС;
  • шаровый вентиль для слива теплоносителя.

Последовательность изготовления для банной печи или буржуйки:

    1. Работы начинают с подготовки чертежа. Размеры бака, устанавливаемого на дымоход, зависят от диаметра трубы и типа печи. Печи простой конструкции с прямым дымоходом отличаются высокой температурой дымовых газов на выходе, поэтому размеры теплообменника могут быть достаточно большими: до 0,5 м высотой.
  1. Диаметр внутренних стенок бака должен обеспечивать плотную посадку теплообменника на дымовой патрубок. Диаметр внешних стенок бака может превышать диаметр внутренних в 1,5-2,5 раза. Такие размеры обеспечат быстрый прогрев и хорошую циркуляцию теплоносителя. Печи с низкой температурой дымовых газов лучше комплектовать баком, имеющим небольшие размеры, чтобы ускорит его прогрев и избежать образования конденсата и ухудшения тяги.
  2. С помощью сварочного инвертора соединяют детали заготовки, следя за герметичностью швов. В нижней и верхней части бака приваривают штуцера для подачи и отбора воды.
  3. Бак устанавливают на дымовой штуцер печи внатяг, промазывая соединительный шов жаропрочным силикатным герметиком. Сверху на бак-теплообменник аналогичным образом ставят переходник с неутепленной трубы на утепленную и выводят дымоход из помещения через потолок или стену.
  4. Подключают теплообменник к системе и баку-накопителю. При этом выдерживают необходимый градус наклона: труба подачи холодной воды, подсоединяемая к нижнему штуцеру, должна иметь угол не менее 1-2 градусов относительно горизонтальной плоскости, трубу подачи нагретой воду подсоединяют к верхнему штуцеру и с уклоном не менее 30 градусов выводят к накопительной емкости. Накопитель должен располагаться выше уровня теплообменника.
  5. В нижней точке системы устанавливают сливной кран. В бане его можно совместить с краном забора теплой воды для парилки.
  6. Перед началом эксплуатации систему необходимо заполнить водой, в противном случае металл перегреется, и его поведет, что может привести к нарушению герметичности сварных швов и утечкам.
  7. Подачу воды в бак-накопитель можно сделать как ручную, так и автоматическую с помощью поплавкового крана. При ручном заполнении рекомендуется вывести на его внешнюю стенку прозрачную трубку для контроля уровня воды в баке, чтобы не запустить систему на сухую.

Для хорошей циркуляции теплоносителя необходимо использовать трубы с диаметром не менее ¾ дюйма, а их общая протяженность до накопительного бака не должна превышать 3 метра!

Теплообменник-водонагреватель, сделанный своими руками, показан на видео.

Установка бака-теплообменника на дымоход связана с проведением сварочных работ, что по силам далеко не каждому. Более простая конструкция — змеевик, обернутый в виде спирали вокруг дымовой трубы. Змеевик можно изготовить из медной или алюминиевой трубки — эти металлы легко гнутся, имеют высокую теплопроводность и не подвержены коррозии.

Диаметр трубки выбирают так, чтобы было удобно ее подключать к штуцерам водяного бака-накопителя. Для гибки удобнее трубы с диаметром не более 28 мм. Длина в любом случае не должна превышать 3 метров — это обязательное условие для естественной циркуляции теплоносителя. Для подключения нагревательного змеевика к баку используют гибкую подводку для горячей воды.

Такую конструкцию теплообменника можно использовать для получения горячей воды, реже — для отопления небольших помещений. Максимальная эффективность нагрева достигается, если установить змеевик на дымоход простой печи типа буржуйки с высокой температурой дымовых газов.

Теплообменник из трубы обычно устанавливают на дымоход металлической печи, установленной в гараже или мастерской, для получения теплой воды или отопления. Возможна также установка змеевика на банную печь.

Необходимые материалы:

  • труба из меди, алюминия или стали — около 3 метров;
  • гибкая подводка для ГВС диаметром ¾ дюйма — 2 штуки необходимой длины;
  • накопительный бак, оснащенный поплавковым краном для подачи воды и сливным краном для ее потребления;
  • шаровый вентиль для слива системы.

Последовательность выполнения работ:

  1. Самое сложное при выполнении такого теплообменника — согнуть трубу в виде спирали, не уменьшив ее сечения. Медные трубы диаметром меньше 28 мм можно согнуть с помощью трубогиба без нагрева. Стальные и алюминиевые, а также трубы большего диаметра перед формовкой необходимо разогреть паяльной лампой.
  2. Также можно использовать такой способ: трубу заполняют сухим песком и плотно затыкают ее концы деревянными заглушками. Гнут трубу по шаблону — трубе, имеющей диаметр дымохода, после чего убирают заглушки и высыпают песок, трубу промывают под большим напором воды.
  3. На концах трубы нарезают резьбу и устанавливают переходники для подключения к системе.
  4. Трубу устанавливают на дымоход. Для улучшения теплопередачи можно произвести пайку змеевика на дымовую трубу оловом, предварительно обезжирив места пайки и удалив окислы ортофосфорной кислотой.
  5. Бак вешают на стену или устанавливают на опору выше уровня размещения змеевика. Подключают нагреватель к бачку с помощью гибких шлангов. В нижней точке системы устанавливают сливной кран.

При использовании теплообменника-змеевика в закрытых системах отопления необходима установка циркуляционного насоса! Теплоноситель может закипеть, и при плохой циркуляции возможен гидроудар с разрушением элементов системы!

: получение горячей воды от теплообменника-змеевика, установленного на дымоходе

Воздушный бак

Усовершенствовать обычную буржуйку или банную печь с прямым дымоходом можно, если установить на воздушный теплообменник на дымоход. Он представляет собой цилиндрический корпус, по которому проходят несколько полых труб. Подсос воздуха происходит снизу, нагреваясь в трубе, он выходит из теплообменника, увеличивая КПД печи на 15-20%. Воздуховоды можно вывести в соседнее помещение, обогрев таким образом от одной печи несколько комнат или секций гаража.

: как сделать воздушный теплообменник на дымоход

Еще одна оригинальная конструкция печи с воздушным теплообменником на дымоходе для отопления гаража показана в видео-ролике. С помощью такой печки можно отопить не только гараж, но и любой хозяйственное помещение, включая сельскохозяйственные постройки и теплицы.

Из гофротрубы

Нагрев воды в бане: обзор способов и выбор оптимальной системы

Выбор материала для нагревательного бака только кажется простым. Самый обычный вариант – сталь. Главное преимущество – дешевизна и простота изготовления с помощью обычных сварочных операций. Однако в условиях русской бани при постоянной высокой температуре, высокой влажности и воздействии перегретого пара этот материал быстро ржавеет, и срок службы его невелик.

Другой вариант – чугун. В чугунной емкости вода долго разогревается, но зато долго и охлаждается, что дает возможность сохранять тепло и после прекращения топки печи. Недостатки – большой вес, высокая цена и проблемы с коррозией.

Самый хороший вариант – нержавеющая сталь. Конечно, она значительно дороже обычного стального листа, но зато не подвергается коррозии и способна прослужить много лет. Наиболее распространенные марки стали для изготовления банных нагревательных баков – 8-12X18H10 (304) и 08X17 (430). Нержавеющие емкости достаточно легкие, обладают прекрасной теплопроводностью, а коэффициент деформации при резких колебаниях температур ничтожно мал.

В принципе возможно применение готовых эмалированных баков. Однако такие емкости хороши пока цело эмалированное защитное покрытие. При появлении малейших сколов начинается активная коррозия. Значит, эмалированные баки требуют повышенной осторожности при эксплуатации, что обеспечить весьма сложно.

Вопрос, как нагреть воду в бане, решается самостоятельно, исходя из конкретных условий. Самый простой вариант – установить стандартный бак с нагревом ТЭНами и ручным образом в небольших емкостях доставлять до точки назначения.

Установка на дымоходе

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Заключение

https://www.youtube.com/watch?v=fQQ7Rd1dBCI

Если печь-камин с теплообменником будет установлена правильно, то прослужит такая конструкция довольно долго, не предполагая необходимости проведения ремонтных работ.

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