Банная печь с теплообменником

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

Что нужно знать о теплообменнике для банной печи?

Описание и разновидности теплообменников

Печи для бани с теплообменником представляют собой сооружение с пространством для холодной воды. Здесь она нагревается, а затем по трубам передается к навесному баку или радиатору. При этом стоит отметить, что подобное устройство помогает не только нагреть воду для моечной, но и обеспечить оптимальный микроклимат в предбаннике.

Все теплообменники для бани делятся на две группы .

• Внутренние. Речь идет о бачке либо змеевике, который расположен между корпусом банной печи и внутренней топкой. Этот элемент иногда называют рубашкой. Именно к нему подключают внешний бак. Монтаж не вызовет никаких сложностей, однако при необходимости снять устройство будет непросто. В данном случае многое зависит от особенностей конструкции банной печи.
• Внешние. Это теплообменники самоварного типа. Здесь предусмотрена труба дымохода, присоединенная благодаря штуцерам. Такой вариант для печи считается оптимальным, ведь он обеспечивает более удобное обслуживание. При этом изделие удастся легко почистить от образовавшейся накипи.

Если говорить об экономии тепла, то для печи предпочтительным считается внешний вариант. Так, происходит снижение расхода топлива. поскольку для нагревания используется тепло от дымохода печи. Если говорить о встроенном теплообменнике, то здесь важен нагрев от топки. Соответственно, камни вместе с самим помещением могут недостаточно прогреться.

Стоит отметить тот факт, что любые разновидности теплообменников, предназначенных для бани, обязательно заполняют водой. Также это может быть антифриз. Для подачи жидкости предусмотрен навесной бак, который соединяется при помощи штуцеров. Сам принцип работы очень прост. Функционирование возможно благодаря естественной циркуляции воды. Также не исключено подключение электрического насоса к печи.

Опытные строители рекомендуют использовать в бане открытые системы, то есть те варианты, где нет давления. Наиболее эффективным для банной печи является оборудование с протяженностью труб до 3 м. Этого действительно достаточно в том случае, если бак размещен за стеной парилки. Толщина труб не должна превышать 1 дюйм, иначе из-за сопротивления банная печь не сможет осуществлять перемещение воды.

Основные преимущества

Для любых бань стоит использовать оборудование с теплообменником. Это объясняется множеством преимуществ:

• осуществление нагрева воды, а также воздуха сразу в нескольких помещениях;
• возможность расположения бака вдалеке от печи;
• долговечность;
• привлекательный внешний вид;
• простота монтажа и ухода;
• высокая эффективность;
• экономия места благодаря компактным размерам;
• возможность установки в финской сауне или обычной русской бане;
• повышенная мощность, обеспечивающая быстрое нагревание;
• практически полное отсутствие деформации в процессе нагревания.

Сооружение теплообменника своими руками

Многие люди предпочитают сооружать такое оборудование для бани самостоятельно. Самый простой вариант — система труб, выполненных из нержавеющей стали. Также при желании можно использовать агрегаты, созданные посредством сварки из швеллеров .

Для кирпичной банной печи оптимальным вариантом станет простая конструкция из листового металла. Так, из материала толщиной в 2 мм создают два резервуара прямоугольной и цилиндрической формы. Эти детали соединяются с помощью труб. Чтобы убедиться в точности расчетов, необходимо сварить подготовленные элементы. Далее нужно заварить нижнюю трубу и наполнить водой теплообменник. После этого агрегат наполняют сжатым воздухом, что может определить, были ли швы действительно качественно обработаны. Поврежденные участки повторно заваривают.

При самостоятельном сооружении конструкции необходимо минимизировать длину труб. Такое требование объясняется тем, что тепло нужно как можно быстрее передать воде.

Если система не предусматривает наличия насоса, стоит организовать систему так, чтоб холодная вода сама поступала к банной печи, а горячая шла к баку. Соответственно, трубы нужно установить под углом примерно в 5° .

Важно помнить о том, что основной недостаток теплообменника — коррозия металла. Это объясняется тем, что любые металлические поверхности недостаточно устойчивы к воздействию воды и различных агрессивных веществ. Соответственно, необходимо защитить оборудование. Для этой цели используются трубы из стали или меди с напылением определенных металлов, что повысит долговечность конструкции.

Рекомендации по эксплуатации

Чтобы использование теплообменника в бане было действительно эффективным, необходимо помнить о нескольких простых правилах .

• Для закачивания воды рекомендуется использовать насос. Это поможет предотвратить возникновение воздушных пробок.
• Подсоединять теплообменник к подвесному баку лучше при помощи медных труб. В качестве крепления подойдет латунная арматура, а для уплотнения резьбы используются материалы, стойкие к повышенным температурам.
• Выбор объема бака для воды зависит от скорости нагревания теплоносителя. При этом нужно помнить, что жидкость должна нагреться минимум через 2 часа после подключения всей системы.
• Поскольку при повышении температуры трубы начнут расширяться, их крепление должно быть подвижным.
• Ни в коем случае нельзя использовать теплообменник, где нет воды, ведь из-за перегревания оборудование потеряет свою герметичность.
• При самостоятельном создании устройства для бани стоит отказаться от применения пластиковых труб. Это объясняется тем, что в процессе нагревания они могут выделять токсичные вещества.
• Перед эксплуатацией самодельного теплообменника необходимо заполнить нагревательный бак водой. Этого нельзя делать непосредственно после растопки банной печи, поскольку из-за перепада температур нагретый теплообменник может протечь.

Печь с теплообменником считается незаменимым оборудованием для любой бани. Благодаря такому устройству удастся быстро нагреть жидкость, а также воздух в парилке и предбаннике. Главное, чтобы сам теплообменник был выполнен из качественного материала.

• Автор: Леонид Григорьевич Чернухин

Теплообменник для печи: как правильно рассчитать и самостоятельно сконструировать

Что такое теплообменник и зачем он нужен?

Банные печи с теплообменником – это печи, в которых есть особое пространство, куда поступает холодная вода, нагревается и выходит по трубам к радиаторам или навесному баку. Причем функция теплообменника банных печей не только в нагревании воды для душевой – те выносные баки, которые находятся в комнате отдыха или предбаннике, еще и прогревают их.

Существует 2 варианта исполнения теплообменников:

• Внутренний теплообменник – это вставленный в бок печной камеры либо пущенный по дну змеевик, или же так называемая «рубашка», которая полностью покрывает топку.
• Внешний теплообменник – модуль дымохода, труба, которая как бы опоясана герметичной емкостью.

Абсолютно все теплообменники, не зависимо от их вида, в обязательном порядке заполняются жидкостью – антифризом или водой. Подает жидкость в них сообщающая емкость – батарея водяного отопления или навесной бак. Для присоединения традиционно используются 2 штуцера: один снизу, другой – сверху. И все схема работы теплообменника предельно проста – все происходит благодаря естественной циркуляции нагреваемых жидкостей, либо путем подключения насоса, работающего от электричества.

Опытные печники советуют отдавать предпочтение открытым системам нагрева воды в бане – то есть без давления. Немаловажен и такой момент – наиболее эффективной системой нагрева воды в бане считается та, общая протяженность труб какой не превышает трех метров. Причем на практике этого оказывается достаточно, чтобы поместить прямо за стеной парилки сам бак.

Также важна и толщина трубы – лучше, если она не будет меньше дюйма, в противном случае току жидкости будет оказано ощутимое сопротивление, и печь банная с теплообменником без насоса не сможет гонять воду.

Как рассчитать площадь теплообменника?

Все расчеты габаритов теплообменника всегда приблизительны. К примеру, на обогрев обычного банного помещения необходимо около 5кВт – то есть именно столько энергии должна дать системе печь с теплообменником. А 1 квадратный метр площади теплообменника – это около 8-9 кВт во время топки.

Конечно, многое зависит от расположения котла в печи и интенсивности горения топлива, но в любом случае мощность котла по окончанию топки быстро падает в 5-10 раз. А потому площадь поверхности печного теплообменника рассчитывать нужно с многократным запасом – только так можно создать систему, которая сможет поддержать комфортную температуру во всех помещениях бани при одноразовой или двухразовой топке.

Форма самого котла печи для бани с теплообменником может быть самой разной. Наиболее распространенный вариант – из нержавеющих труб, но сегодня все более популярными становятся коллекторы из двух швеллеров и образцы пластинчатого типа.

Делаем теплообменник для печи своими руками

Для того, чтобы собственноручно изготовить теплообменник для кирпичной печи, понадобится металл 2,5 мм толщиной. Его конструкция будет такова: цилиндрическая верхняя емкость и прямоугольная нижняя соединены трубами. Самое главное – это сделать все сопрягаемые швы с минимальными зазорами, а уже размер самой печи и диаметр труб нужно рассчитывать исходя из размера самого помещения бани.

Итак, все готовые раскроенные детали нужно прихватить сваркой и проверить, насколько точно были выполнены все расчеты. После этого можно собирать теплообменник. И наконец, он проверяется на прочность таким образом: нижнюю трубу нужно заварить, в теплообменник – залить воду и выходное отверстие соединить с емкостью. Теперь, используя монометр для контроля давления, систему нужно заполнить сжатым воздухом. Если швы были выполнены качественно – они не станут течь. А вот если такие прорехи окажутся, из системы нужно слить воду и проблемные места снова заварить. Конечно, чем меньшей будет общая длина всех труб, тем лучше.

Теплоизолировать бак для воды или нет – зависит от того, будет ли он использоваться только по прямому назначению, или же им планируются прогреваться и смежные комнаты.

Правила безопасной эксплуатации теплообменника

Опытные печники советуют выбирать и эксплуатировать печь для бани с теплообменником ответственно, а потому не лишним будет ознакомиться с такими правилами:

• Трубы от теплообменника нельзя крепить на неподвижные соединения к стенам – от нагрева первые расширяются и изменяют свои линейные размеры.
• Мощность теплообменника не должна негативно влиять на мощность печи – всего отбираемое тепло не может превышать 10%. А потому слишком габаритные теплообменники – не лучший вариант, если сама печь не достаточно сильна.
• Выносной бак для воды подбирать нужно так, чтобы после 2 часов топки бани в вода в системе была уже горячей. Но не раньше – иначе она будет закипать, и парилка будет перенасыщена паром. А вот слишком большой бак греть воду будет долго.
• Если кирпичная печь с теплообменником уже разогрелась до высокой температуры, в нее крайне нежелательно наливать воду.
• Чтобы уплотнить резьбу в месте соединения труб и теплообменника, нужно использовать только тот уплотнитель, который сможет выдержать высокую температуру.

Если система предполагает естественный теплообмен – без насосов – то трубы для подачи в бак воды должны быть расположены так: холодная вода из бака самотоком стекает по трубе к печи, а горячая таким же образом поднимается снова к баку. Но все это будет работать, если трубы и прямой, и обратной подачи воды будут размещены под углом 2-5 градусов.

Современный строительный рынок предлагает достаточно видов банных агрегатов такого вида: это и мощная чугунная печь с теплообменником, и недорогие дровяные печи с теплообменником – цена последнего особо не влияет на стоимость самой печи. Важно только обратить внимание при выборе, чтобы сам теплообменник был изготовлен из качественной жаропрочной и жаростойкой стали.

Источники: http://cotlix.com/pech-dlya-bani-s-teploobmennikom, http://kotel.guru/pechi/dlya-bani/chto-nuzhno-znat-o-teploobmennike-dlya-bannoy-pechi.html, http://stroy-banya.com/delaem_pech/teploobmennik-dlya-pechi.html

Как вам статья?