Как работает теплообменник, установленный в банную печь

Как мылись в бане наши деды? В печь вмуровывался большой чан для воды. Пока каменка топилась, в чане грелась вода, его объема (около 50 литров) хватало для всей семьи. Холодная вода бралась из другой емкости. Люди парились и потом мылись в одном помещении, что было не очень удобно. В перегретой и переполненной паром парилке сложно было мыться.

Одновременно париться и мыться не слишком комфортно

Не удивительно, что в настоящее время владельцы бань желают повысить комфортность принятия водных процедур и разделить процесс парения и мытья по разным помещениям.

Отдельная от душевой парная эстетична и удобна

Вопросы с теплой водой решаются двумя способами: при помощи отдельно установленного электрического бойлера и при помощи теплообменника, забирающего тепло от печи. Первый метод рассматривать не будем, в нем нет ничего интересного и сложного. Кроме того, для обогрева большого количества воды расходуется значительное количество электрической энергии, а ее стоимость в настоящее время постоянно возрастает.

Водонагреватель в бане

Поговорим о теплообменниках, дадим пошаговую инструкцию строительства некоторых из них и практические советы по инженерным проблемам теплообменников.

Банная печь с теплообменником

Бойлер от печи в бане

Теплообменник в печи для бани

Устройство печи с теплообменником настолько хорошо зарекомендовало себя, что появились различные варианты конструкции теплосъема, с различной степенью эффективности. Самые распространенные:

  1. Классический змеевик.
  2. Встроенный плоский теплообменник (похожий на две полые тарелки, соединенные между собой).
  3. Самоварный теплообменник, устанавливаемый на дымовую трубу.

Водяная рубашка, окружающая топочную камеру, применяется крайне редко и встречается всего в 1-2 моделях печей заводского производства.

Между тем, банные печи с теплообменником стали предметом дискуссий потребителей. Некоторые утверждают, что применение не практично, другие наоборот, указывают на удобство и комфорт во время эксплуатации.

Что дает встроенное или самоварное устройство теплосъема?

  • Теплообменник в банной печи нужен для получения горячей воды для помывки. Эта задача была основной при проектировании конструкции.
  • Возможность отопления в бане от печи с водяным контуром – фактически, металлическая печь становится неким подобием отопительного котла. Во время топки выделяется достаточно тепла для прогрева теплоносителя и нагрева необходимого объема воды ГВС.

Принцип работы зависит от используемого устройства. Эффективность определяется несколькими параметрами:

  1. Надежность.
  2. Достаточная теплоотдача.
  3. Возможность работы без использования теплообменника.

По своей конструкции, можно разделить все водогрейные устройства на встроенные и надстраиваемые (самоварного типа).

Печи для бани с водяным контуром под отопление и нужды ГВС, стали появляться после того, как хорошие отзывы получили обычные водяные теплогенераторы. По своему устройству, печное оборудование с интегрированным водонагревательным контуром делится на несколько классов:

  • Змеевик – простейшее устройство, используемое в классических твердотопливных котлах. Внутри конструкции располагается согнутая металлическая трубка. Форма разная и зависит от особенностей внутренней конструкции печи. Змеевик располагают так, чтобы пламя не воздействовало на него напрямую, а нагрев осуществлялся посредством дымовых газов.
  • Плоский теплообменник – устройство более сложное по сравнению с предыдущим. Плоский теплообменник для банной печи, выглядит как две полых тарелки, соединенных между собой. По теплоэффективности, конструкция превосходит змеевик, используется в современных моделях печного оборудования.

  • Встроенный бак – в печи изготавливается отдельная емкость, устанавливаемая сверху топочной камеры. Встроенный горизонтальный теплообменник быстро нагревается и сохраняет температуру, пока печь остается горячей.

  • Водяная рубашка – представляет полость, окружающую всю топочную камеру и дымовые каналы. Конструкция часто используется при производстве твердотопливных котлов, но не получила широкого применения при изготовлении банных печек.

Принцип работы интегрированного теплообменника в банной печи заключается в следующем. Спираль или пластина разогреваются от дымовых газов, температура которых достигает 450-500°С. При нагреве возникает давление, заставляющее теплоноситель циркулировать в системе обогрева. В схемах, где используется бойлер косвенного нагрева, ГВС подогревается за счет тепла отопления.

Самоварного типа

Установка теплообменника на банную печь – бюджетное решение проблемы ГВС и отопления. Водогрейное устройство изготавливается двумя способами:

  • Змеевик – на дымоходную трубу устанавливается змеевик из алюминия или меди. Для систем с естественной циркуляцией, вплоть до накопительной емкости или водораспределительных кранов, размеры змеевика не должны превышать 3 м. Оптимальные размеры теплообменника с принудительной циркуляцией, 5 м.
  • Устройство теплообменника самоварного типа – специалисты сходятся во мнении, что именно такая конструкция оптимально подходит для бани. Горячая вода для душа готовится постепенно, предотвращается закипание жидкости.

Движение воды в теплообменнике самоварного типа происходит по естественным физическим законам. Нагретая жидкость поднимается вверх, в емкости создается давление.

Оптимальный объем теплообменника самоварного типа выбирают так, чтобы вода достигала необходимой температуры, после 2-3 часов интенсивного горения. Конструкция оптимально подходит для обеспечения водоснабжения горячей водой.

Водонагреватели

Современные водонагреватели можно разделить на три группы зависимо от типа топлива:

  • дровяные;
  • газовые;
  • электрические.

Электрические

Известно два вида электронагревателей для воды:

  1. Фото 673Проточные — компактные устройства, которые быстро нагревают протекающую через них жидкость. Могут быстро подавать горячую жидкость. Зимой медленно нагревают воду, она может не успевать нагреться до оптимальной температуры, литься из крана или душа холодной.
  2. Накопительные электронагреватели — бойлеры. Не подходят для маленьких помещений, поскольку занимают много места. Если баня редко топится зимой, жидкость внутри системы может замерзнуть. Это приведет к порче бойлера.

Фото теплообменника самоварного типа.

Чтобы в накопительном электронагревателе не замерзала вода, можно:

  1. Установить бойлер и включить минимальный температурный режим. Недостаток — лишние затраты электричества.
  2. После каждого использования сливать из устройства всю жидкость.

Лучше установить бойлер в помещениях с постоянным отоплением.

Дровяные

Если нет электричества, газа, получит горячую жидкость можно единственным способом — используя дровяной нагреватель. Он состоит из четырех элементов:

  • металлического корпуса;
  • камеры для сгорания твердого топлива;
  • дымохода для отвода газов;
  • емкости с жидкостью, расположенной над топкой.

Топить дровяную печь можно разными видами дров. Необходимо регулярно чистить дымоход, топочную камеру от сажи, золы.

Газовые

Газовый нагреватель — проточная колонка, которая работает от природного или сжиженного газа. Это экономичное оборудование, которое одинаково эффективно работает зимой, летом.

Бойлер от печи в бане

Недостатки газовых колонок:

  • дорогой и сложный монтаж;
  • для подключения к центральной системе газоснабжения нужно оформить множество бумаг.

Чтобы установить газопровод, нужно выполнить большой объем земельных работ.

Как правильно выбрать бак для воды обзор 3 вариантов его расположения в печной системе

Грамотно сконструированная печь для бани не потребует дополнительной установки электрического бойлера в моечной. Более того баки для горячей воды в баню оборудованные теплообменником будут не только обеспечивать вас горячей водой, но и поддерживать комфортную температуру воздуха в предбаннике.

В данной статье, мы подробно рассмотрим баки для бани с теплообменником, какие они бывают, зачем они нужны, как их правильно подобрать.

Фото теплообменника самоварного типа.

  • Изначально бак для нагрева воды в баню снабженный теплообменником — конструкция достаточно простая. В сердце печи топку, или в район с высокой температурой встраивается специальный нагревательный металлический бачок емкостью не более 5 л. Который в свою очередь трубами соединяется с основной емкостью в соседней комнате, емкость может достигать объема 120 л.

Важно: вода в систему должна быть залита до начала эксплуатации банной печи, в противном случае если печь растопить и после этого залить воду, вода в трубах может мгновенно закипеть и в результате парового удара систему просто разорвет.

  • Принцип работы заключается в том, что из большого бака в малый, холодная вода поступает по приводной трубе, нагревается в малом баке, его и называют теплообменником и по выводной трубе возвращается снова в основной бак уже разогретой.
  • Если приводную и выводную трубы расположить под правильным углом, то вода будет успешно циркулировать самотеком благодаря естественным физическим законам. Но дабы избежать образования в системе воздушных пробок и обеспечить более быстрое и равномерное нагревание воды бак для теплообменника в баню укомплектовывается электрическим насосом для принудительной циркуляции жидкости в системе.
  • Теплообменник может располагаться непосредственно рядом с самой топкой, в таком случае он монтируется на стадии строительства печи вовнутрь конструкции. Или может иметь так называемый самоварный принцип действия, когда малый бачок монтируется вокруг металлической дымовой трубы для бани непосредственно рядом с топкой.
  • Но при любом расположении бака профессионалы отдают предпочтение системам, в которых жидкость циркулирует свободно, без дополнительного давления.

Принципиальная схема системы самоварного типа.

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

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

Для поддержания оптимальной температуры во всех банных комнатах лучше всего сделать отопление в бане от печи-каменки, установленной в помещении парной. Для бань небольшого размера, состоящих из предбанника, помывочной и парной, единственную печь, как правило, устанавливают таким образом, чтобы каменка находилась в парильном помещении, в предбаннике располагалась топка печи, а в помывочной — накопительный бак для подогретой воды.

Наиболее простой в изготовлении, обслуживании и эксплуатации является система, в которой производится отопление бани от печи в парной. То есть, печь-каменка, обеспечивающая максимальный нагрев окружающего воздуха и получение разогретого пара, располагается в парном помещении, а ее топочная часть, через которую производится загрузка горючего материала, выносится в предбанник.

Водонагреватели

Газовые

Чтобы экономно нагревать воду для бани, можно воспользоваться несколькими способами. Каждый из них имеет определенные нюансы.

Через теплообменник

Нагрев через теплообменник:

  1. Изготавливается кирпичная печь с двумя стенками.
  2. Между стенками устанавливается толстостенная труба, согнутая в виде зигзага. Чем больше изгибов, тем лучше.
  3. Через один край трубы подается холодный поток воды, через другой вытекает горячая.

Если печь металлическая, можно использовать разные виды теплообменников:

  • Фото 675внутренний;
  • внешний;
  • закрепленный на дымоходе.

В комплекте с современными металлическими печами часто присутствует бак для воды, который бывает двух видов:

  1. Встроенный — емкость расположена над топочной камерой внутри корпуса печи. Преимущество — быстрый нагрев. Недостаток — маленький объем.
  2. Навесной — может располагаться рядом с дымоходом или боковой стороной печи. Может быть любого объема.

При желании можно сделать бак из металлических листов самостоятельно. Для его закрепления на печи нужно использовать самодельные крепления.

Их изготавливают на производстве. Через центральную часть емкости проходит дымовая труба. Она сильно нагревается во время горения дров, отдает тепло.

Крепления для такого бака изготавливаются из высокопрочной стали. Они должны выдерживать большую нагрузку, не изменять формы при сильном нагреве.

Принципы монтажа

Принцип работы

Проще пользоваться навесным баком. Для его сборки, монтажа нужно:

  1. Из металлических листов толщиной 2–3 мм изготовить ящик. Сварить отдельные части.
  2. В верхней части ящика вырезать отверстие для заливания жидкости. В нижней части проделать отверстие, установить кран. Это нужно, чтобы использовать жидкость или сливать ее из бака.
  3. На боковой части плиты закрепить металлические крючки.
  4. Приварить к баку два ярлыка, за которые он будет подвешиваться на крючки.

Фото 674

Оптимальное количество жидкости для одного человека — 15 литров.

Даже после подключения системы водоснабжения к бане будут возникать вопросы о том, как нагреть воду. Для этого существует несколько способов, каждый из которых имеет определенные особенности, подходит для разных видов бань.

Предлагаем ознакомиться:  Баня из круглого бревна