Какой теплообменник в банную печь лучше установить – варианты конструкции

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.

Одновременно париться и мыться не слишком комфортно

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).

Принципиальная схема системы самоварного типа.

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.

Установка теплообменника на банную печь требует качественного соединения всех элементов, герметичности сварных швов. Сам теплообменник можно проверить сжатым воздухом, опустив его в воду. После сборки проверяют герметичность соединений всей системы.

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.
Предлагаем ознакомиться:  Как сделать трубу в бане через стену

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.

  • 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.
  • 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.

Что такое печи для бани с теплообменником

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

Теплообменник в печи для бани

Задумываясь о способе нагреве воды для банных процедур, устанавливать бойлер совсем необязательно. С этой задачей отлично справится теплообменник.

Банная печь, оснащенная теплообменником, выполняет одновременно несколько функций. Помимо своего прямого назначения, печь с теплообменником успешно нагревает воду для душевой. А если конструкция выполнена в форме выносного бака, расположенного в смежной комнате, то устройство одновременно отапливает помещение. Существует 3 варианта устройства теплообменника:

  • Внутренний. В этом случае банная печь оснащена змеевиком, расположенном на дне или сбоку.
  • Внешний. Выполнен в форме прямоугольного бака, прогрев жидкости осуществляется непосредственно через стенку банной печи.
  • Наружный. Представляет собой герметичную емкость, опоясывающую трубу дымохода.

Замечание! Существуют модели печи, где внутри вместо змеевика установлен бак для воды, выполненный из нержавеющей стали. Принцип их функционирования аналогичен.

Принцип действия всех теплообменников, предназначенных для банной печи, идентичен – за счет соприкосновения с раскаленной поверхностью дымохода или топки они нагревают воду для емкостей больших объемов, основываясь на принципе конвекции. Их эксплуатация допускает установку водяного бака в смежной с парной комнате.

Независимо от конструкции все теплообменники наполнены жидкостью. С учетом назначения устройства, это может быть обыкновенная вода или антифриз. Поступает жидкость из сообщающейся емкости (накопительного бака или системы отопления). Соединение производится двумя штуцерами сверху и снизу. Вся схема устройства теплообменника не отличается сложностью: она основывается на естественной циркуляции подогреваемой жидкости или за счет подключения электрического насоса.

Профессиональные печники рекомендуют остановить выбор на открытой системе нагрева воды, без применения давления. Также следует учесть влияние протяженности труб на эффективность функционирования всей системы. Оптимальной считается длина, не превышающая трех метров. Этого вполне хватает, чтобы вынести емкость с нагретой водой в соседнюю комнату.

Предлагаем ознакомиться:  Размеры дверей для бани

Имеет значение и толщина трубы. Для работы без участия электрического насоса необходимо, чтобы диаметр превышал один дюйм. Иначе банная печь, оснащенная теплообменником, не справится самостоятельно с перегонкой жидкости.

Достичь максимальной производительности системы позволит грамотное размещение всех ее элементов. Ключевым моментом является крепление накопительной емкости – она фиксируется выше уровня теплообменника. Конструкция соединяется между собой двумя трубами. Их монтаж производится с соблюдением определенных правил:

  • Горячая вода подается в большой бак по трубе, установленной с наклоном 30о к горизонтальному уровню.
  • Труба для подачи в теплообменник холодной воды расположена ниже, угол наклона не превышает 2о.
  • Водяной бак оборудуется краном для забора горячей воды.
  • Кран для слива воды устанавливается на нижней трубе.

Внимание! Емкости наполняются водой до начала растопки банной печи. Невыполнение данного условия грозит разгерметизацией сварных швов. При наполнении холодной водой разогретого бака существует риск возникновения аварийной ситуации.

Какие еще важные моменты следует учесть при оснащении банной печи теплообменником:

  • Запрещено фиксировать трубы к стене с применением неподвижных креплений. Это объясняется вероятностью увеличения диаметра трубы во время сильного нагрева воды.
  • Мощность теплообменника должна соответствовать производительности банной печи и не оказывать на ее работу существенного влияния.
  • Выносная емкость подбирается такого объема, чтобы вода в ней была готова к использованию через 2 часа после растопки банной печи. Более ранний прогрев способен спровоцировать закипание жидкости и образованию высокого уровня пара в парилке. Чрезмерно большой объем также нежелателен ввиду длительного нагрева воды.
  • После разогрева банной печи и теплообменника избегайте дополнительного доливания воды.
  • Для соединения теплообменника с трубами воспользуйтесь уплотнителями, выдерживающими высокие температуры, которые не будут при этом плавиться.

Независимо от того, будете ли вы приобретать готовый теплообменник для банной печи или изготавливать его самостоятельно, обратите внимание на материал для его производства. Он должен обладать устойчивостью к резким перепадам температурного режима.

Каждый из трех вариантов расположения теплообменника обладает особенностями.

Если в бане есть хорошая печь, то никакого бойлера для нагрева воды в моечную не нужно – для этого используется теплообменник. Его главная задача в том, чтобы нагреть поступающую воду и отдать ее в навесной бак. А потому пока пылает «сердце» бани – и вода в соседнем помещении будет горячей, а когда баня не топится и не используется – она сливается. Вот так все рационально и продумано.

  • 3 Делаем теплообменник для печи своими руками
  • 4 Правила безопасной эксплуатации теплообменника

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.

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.

Предлагаем ознакомиться:  Печь для бани с отоплением дома

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.

Поговорим о правилах монтажа и эксплуатации

Расчет системы

Если вы решили смонтировать систему своими руками, вам придется произвести определенные расчеты. Абсолютно точно рассчитать габариты и объем системы будет затруднительно, да в этом и нет острой необходимости.

К примеру, для обогрева помещения средних размеров достаточно 5 кВт. Такую мощность может обеспечить теплообменник площадью 1 м². Но температура в топке постоянно колеблется, при полном нагреве 1м² обеспечивает до 9 кВт, а уже когда печь затухает, мощность начинает стремительно падать и может опуститься в 5 – 10 раз. Поэтому площадь агрегата берется со значительным запасом, что позволяет выровнять нагрев жидкости.

Конфигурация самого теплообменника может быть различной, среди специалистов здесь нет единого мнения. Одни утверждают, что трубы из нержавеющей стали являются самым оптимальным вариантом, другие отдают предпочтение пластинам или коллекторам состоящих из 2 сопряженных швеллеров.

Подключение системы к душевой кабине.

Подключение системы к душевой кабине.

Советы мо монтажу

Если вы решили собрать систему своими руками, то следует учесть несколько обязательных требований.

  • Баки следует сваривать из металла толщиной минимум 2,5 мм. Требования к верхнему, большому баку предъявляются минимальные, основное это чтобы он не ржавел и не протекал.
  • Требования к трубной разводке и самому теплообменнику несколько выше, в прошлом самым популярным материалом для теплообменника был чугун. Действительно материал очень долговечный, не поддается коррозии и долго держит температуру. Но у чугуна есть и серьезные недостатки, он имеет большой вес, что требует обеспечения серьезных креплений. И чугун достаточно долго нагревается.
  • В данное время большинство специалистов предпочитают собирать систему из нержавеющей стали, цена у нее конечно выше, нежели у чугуна или обычных марок стали поддающихся коррозии, но экономия здесь дороже обойдется в дальнейшем. Для теплообменника самыми оптимальными будут нержавеющие стали марок 08Х17 (430); или 8-12Х18Н10 (304) они обладают оптимальными параметрами теплоотдачи и проходят по всем гигиеническим нормам.
  • Что касается соединительных труб, то естественно они также должны быть из нержавеющей стали. Приводная труба, с холодной водой, должна изначально выходя из большого бака опускаться несколько ниже уровня теплообменника, в нижней точке монтируется сливной кран и далее под углом от 2˚, до 5˚ поднимается до входа в теплообменник.
  • Выводная труба, по которой будет горячая вода поступать в большой бак для бани с подогревом, должна выходить из теплообменника, под углом не менее 30˚ проходить через стену и стыковаться с баком.
Простейший теплообменник самоварного типа.

Простейший теплообменник самоварного типа.

Система рассчитанная исключительно на обогрев помещения.

Система рассчитанная исключительно на обогрев помещения.

  • Трубную разводку категорически нельзя жестко крепить, все крепления должны быть плавающего типа, иначе она деформируется или сорвется с креплений.
  • Не стоит увлекаться излишне мощными теплообменниками, данная система должна отбирать не более 10% мощности топки, ведь основная цель попарится, а не нагреть воду.
  • Основной бак для подогрева воды в бане следует подбирать внимательно, оптимальный вариант, когда вода в нем становится горячей спустя 2 часа после розжига печи. Если меньше вода будет закипать и вы получите избыток пара. Если больше, у вас будет уходить много топлива и печь будет долго греется.
  • Везде где есть резьбовое соединение, уплотнители должны быть исключительно термостойкие, как правило, это асбестовый шнур.
Подвесной бак.

Подвесной бак.

Вывод

Приобретать готовую печь, или собирать самостоятельно, решать конечно вам. Но абсолютно все специалисты сходятся во мнении, если вы не имеете достаточных навыков в строительном и слесарном деле, даже самая лучшая инструкция вам не поможет и в таком случае разумнее будет купить уже готовую, заводскую систему и при желании по прилагающейся инструкции собрать ее.

На видео в этой статье показаны некоторые тонкости подбора системы.

Заводская печь с внутренним регистром.

Заводская печь с внутренним регистром.