Теплообменник для банной печи

Собственноручное изготовление

Чтобы создать теплообменник своими руками, нужно запастись металлическими листами толщиной от 2,5 мм. Для обустройства банной печи таким аппаратом потребуется следующий набор:

• встраиваемый в агрегат бак;
• резервуар для воды;
• трубы для соединения емкостей.

Отсюда следует, что теплообменник для отопительного устройства состоит из двух частей: верхнего цилиндра и нижнего прямоугольника.

Предварительно раскроив из металла заготовки, выполняется их сварка. При этом нужно постараться соединить детали с наименьшим зазором. После изготовления резервуаров проводится сборка системы. Выбор диаметра труб зависит от площади помещения, которое будет отапливаться. Не менее важна и длина элементов соединения. Чем короче трубы, тем более высоким КПД будет отличаться теплообменник для банной печи.

Окончательная сборка предполагает выполнение следующих действий:

1. К нижней части аппарата приваривается труба.
2. Через ее отверстие вода заливается во встраиваемый в печь бак.
3. Металлопрокатное изделие приваривается к верхней части теплообменника.

Аппарат готов. Насколько качественно выполнены все сварочные работы, можно проверить с помощью высокого давления. Для этого нужен источник сжатого воздуха, подключенный к сооруженной системе. Если протечек не возникает, значит, все сделано правильно. В противном случае придется избавляться от допущенных при изготовлении дефектов.

Теплообменник – это устройство, которое можно подключать в работу, если оно осуществляет только нагрев воды в бане. В случае полноценного введения агрегата в отопительную систему требуется позаботиться о качественном утеплении помещения.

2 Разновидности тепловых контуров

В зависимости от своей конструкции теплообменник в печь для бани может изготавливаться в виде железного водяного бака с двумя патрубками или металлического змеевика. В каждом конкретном случае размер бака выбирают в зависимости от мощности печки и желаемого объема нагретой воды. Теплообменники могут быть двух типов:

1. 1. Наружные закрепляются на дымовой трубе или на стенке около печки.
2. 2. Внутренние выполняются в виде водяной рубашки, которая располагается на дне печки или крепится на одной из боковых стенок.

Если выбирается печка с теплообменником, который будет отвечать за нагрев воды в бане, тогда можно подобрать компактный вариант с внешним баком в 5—6 литров. Если же планируется использовать нагретую воду для обогрева смежных помещений, то общий объем системы может составить 15—20 литров. В последнем случае дополнительно рекомендуется устанавливать циркуляционные насосы и расширительные баки, которые позволят защитить контур труб от повреждения при увеличении давления от разогретого теплоносителя.

Что нужно знать об эксплуатации аппарата

Не менее ответственным занятием является выбор печи, оснащенной подобным устройством. Рассматривая различные модели, необходимо быть предельно внимательным, чтобы не пропустить мельчайших нюансов. Предлагаем ознакомиться с основными правилами, определяющими безопасность эксплуатации устройств:

1. Крепление за счет подвижных соединений компенсирует температурную деформацию и изменение размеров узлов аппарата во время их нагрева.
2. Полезная мощность является важным показателем, который должен учитываться при проведении всех необходимых расчетов.
3. Желательно, чтобы габариты теплообменника соответствовали характеристикам печи. На выполнение функций устройства должна отдаваться лишь десятая часть всего тепла, вырабатываемого в отопительном агрегате.
4. Необходимо, чтобы выносной бак вмещал в себя столько воды, сколько может нагреться буквально за два часа с момента растопки печи.
5. Все уплотнители, устанавливаемые в местах соединения элементов системы, должны быть изготовлены из материалов, устойчивых к воздействию высокой температуры.

Основных требований немного, но их соблюдение является обязательным при установке и эксплуатации аппарата. Это способствует значительному повышению долговечности устройства.

Некоторые конструктивные особенности печей такого типа

Типовая дровяная печь с водяным контуром состоит из следующих основных частей:

• Непосредственно печи;
• Внедренного в топочное пространство чугунного или стального теплообменника с развитой контактной поверхностью;
• Радиаторов отопления;
• Магистрали движения теплоносителя, состоящей из металлических или пластиковых труб, запорной арматуры, набора клапанов и разветвителей;
• Группы контроля и безопасности, оснащенной приборами контроля температуры, давления, а также аварийных клапанов;
• Расширительного бачка, который компенсирует избыточный объем воды, появляющегося вследствие ее нагрева и последующего расширения.
• Как дополнительную опцию следует рассматривать циркуляционный насос, который является обязательной частью системы, работающей по принципу принудительной циркуляции.

Металлическая либо кирпичная печь с водяным контуром может быть выполнена по принципу естественной или принудительной циркуляции. Как компромиссный вариант следует считать комбинированную систему, основанную на практическом применении обеих принципов.

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

Естественная или термосифонная циркуляция обеспечивается на основе принципа естественного расширения воды при нагреве и ее движения в необходимом направлении, заданном посредством уклонов. Обязательным условием надежного функционирования такой системы следует считать ряд основополагающих принципов:

1. Теплообменник печи должен находиться ниже уровня радиаторов.
2. Проходное сечение труб магистральной арматуры должно быть не менее 57 мм, при номинальной теплотворной способности печи на уровне 15 — 17 кВт.
3. Система должна быть оборудована расширительным бачком, обустроенном на высоте, обеспечивающей уверенную циркуляцию исходящего потока. Как правило, не менее 215 см от уровня нижнего среза теплообменника.
4. Линия возвратного потока должна быть смонтирована с четким соблюдением уровня уклона, гарантирующего свободную циркуляцию охлажденного теплоносителя по пути в теплообменник топки.

Система естественной циркуляции абсолютно энергонезависима, однако, требует большего количества теплоносителя в системе. В первую очередь, из за большого проходного сечения магистрали.

Система с принудительной циркуляцией теплоносителя

Ее функционирование не требует достаточно большого сечения магистрали, поскольку теплоноситель «продавливается» под давлением, посредством работы циркуляционного насоса вихревого типа. Очевидно, что современное производство оперирует и насосами иных типов. Снижение объема теплоносителя за счет значительного занижения сечения магистралей обуславливает значительно более высокую тепловую эффективность системы в целом и экономии топлива, в частности. Кроме этого, оснащенные кранами Маевского радиаторы отопления, позволяют быстро и эффективно устранять воздушные «пробки» посредством создания избыточного давления. Факт активной циркуляции обуславливает и наличие расширительного бачка значительно меньшего объема, относительно термосифонных систем. Самым существенным недостатком таких печей стоит считать факт прямой зависимости от бесперебойного энергоснабжения. Попыткой борьбы с этим недостатком следует считать появление комбинированных систем.

Система комбинированной циркуляции теплоносителя

Представляет собой систему термосифонного типа, оснащенной циркуляционным насосом. Дополнительной опцией выступает обводная петля, оснащенная поворотным краном. В обычных условиях работает насос, в случае отсутствия энергоснабжения приемный патрубок с насосом перекрывается, а циркуляция обеспечивается по обводной петле, выполненной из трубы большого сечения. По сути, это та же термосифонная система, со всеми присущими ей недостатками, однако, дооснащенная насосом. В таком виде рационально видится лишь двухконтурная печь для бани, где второй контур задействован для горячего водоснабжения. Тогда большой объем теплоносителя можно использовать для обеспечения потребности в горячей воде.

https://youtube.com/watch?v=aB1duN9-N4c

Печь для бани с теплообменником: что это такое?

Идея использовать как можно полнее тепло, вырабатываемое печью, не нова. Хорошим применением становится использование его для подогрева теплоносителя.

К сведению! Принцип любого теплообменника состоит в том, чтобы обеспечить максимальный контакт изолированного жидкого носителя с разогретой поверхностью для увеличения теплопередачи между ними.

Изобретено немало конструкций для реализации этого. Давайте разберемся в них, согласно предназначению нагреваемой жидкости.

Возможные неисправности

Конструкция печи с теплообменником так проста, что в процессе ее работы неисправностей практически не отмечено.

Исключением может быть только некачественный материал теплообменника, провоцирующий его деформацию.

Заменить теплообменник самостоятельно несложно. Еще одной неисправностью системы может стать протекание стыков труб, присоединенных к штуцерам теплообменника. В этом случается потребуется замена уплотнителя.

Среди различных видов печей, используемых в банях, наличие теплообменника для большинства потребителей является определяющим фактором при выборе.

Теплообменник на трубе

Теплообменник на трубу

Температура выходящего из банной печи газа достаточно велика, поэтому целесообразно ее использовать. Соответственно, теплообменники, о которых далее пойдет речь, крепятся только на металлическую одностенную трубу печи.

Теплообменники для печных труб также именуют самоварными. Вода в них прогревается равномерно и достаточно быстро, циркуляция происходит очень быстро, достигается экономия топлива. Дополнительно такие теплообменники являются своеобразными предохранителями, предотвращающими любые утечки дыма из трубы в помещение.

Стыковка теплообменника и трубы производится герметиком жаропрочным (до 1000 градусов) и хомутами. Трубы подключаются по рассмотренной выше технологии.

Подключение теплообменника на трубе

Делать своими руками такой теплообменник не обязательно, стоимость заводских изделий представлена в виде таблицы.

Технические характеристики и цены теплообменников

Как выбрать?

Сегодня ассортимент банных печей огромен. В продаже можно встретить чугунные, железные или кирпичные агрегаты с закрытой или открытой каменкой. Подобрать подобное оборудование для бани не составляет труда. А вот выбор конкретного теплообменника часто оказывается более сложной задачей.

Если вы хотите приобрести качественный теплообменник для банной дровяной печки, необходимо предварительно определиться с тем, какая именно система вам подойдет больше всего.

• Встраиваемый змеевик. Это один из самых простых вариантов, изготавливается в виде спиралевидной трубы. Однако многие пользователи считают, что варианты самоварного типа (например, натрубные) являются более оптимальными для эксплуатации в бане.
• 2 ёмкости – нижняя и верхняя.

Важно заранее рассчитать площадь банных помещений, подбирая оптимальные теплообменники. Если запланирована установка этого элемента в парильной и только для получения горячей воды, то можно выбрать и не самую мощную конструкцию

Если теплообменник запланировано вынести наружу, но он будет использован и для отопления помещений, то он должен обеспечивать хотя бы 5 кВт на 1 квадрат имеющейся площади. Когда рассматриваемая деталь нужна не для отопления, а для расхода воды, то объём может быть и другим.

Принцип работы печи с теплообменником

Банная печь с теплообменником

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

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

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

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

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

Похожие сообщения

3 Принцип работы

Обязательным условием правильного функционирования банных печек с теплообменником является заполнение жидкостью трубопровода, что предотвратит выход из строя всей системы отопления. Если тепло от печки в бане планируется использовать для отопления смежных помещений, то в качестве теплоносителей могут применяться вода и антифриз.

Нагретая в водяной рубашке жидкость будет самостоятельно или при помощи циркуляционных насосов подаваться в наружный бак. В него может быть врезан небольшой кран для отбора нагретой воды или установлен циркуляционный насос для подачи теплоносителя в контур с радиаторами отопления. Горячая вода, отдав свое тепло радиаторам, возвращается в теплообменник котла, где вновь нагревается, после чего обратно подаётся в трубы для отопления помещения.

Существуют различные схемы исполнения печки в баню с теплообменником, которые будут отличаться своей конструкцией в зависимости от предназначения отопителя. Проще всего самостоятельно выполнить каменку с дополнительным баком воды и змеевиком, что позволит существенно упростить прием гигиенических процедур после посещения парилки. Если планируется выполнять печку для отопления смежных помещений, тогда необходимо правильно рассчитать общую протяженность трубопровода и количество используемых радиаторов.

Для обеспечения максимально возможной эффективности изготовленного самостоятельно оборудования в бане рекомендуется устанавливать печь с теплообменником, которая имеет открытую систему нагрева воды. Теплоноситель в трубах будет двигаться самотеком без давления, что избавляет от необходимости приобретать дорогостоящие циркуляционные насосы.

Наибольшей эффективностью будет отличаться система нагрева, в которой протяжённость труб не превышает 3 метров. При такой длине трубопровода бак с горячей водой может устанавливаться непосредственно за стеной парилки. В зависимости от расположения емкости вода может подаваться в нее самотеком или же под давлением за счет специальных помп.

В открытых системах, где не используются циркуляционные насосы, внутренний диаметр труб теплообменника должен быть больше 1 дюйма. Это позволит нагретой жидкости с легкостью справляться с сопротивлением, двигаться самотеком, быстро прогоняясь по системе, а в баке всегда будет необходимый объем горячей воды.

5 Самостоятельное изготовление теплообменника

Стоимость готовых банных печек с теплообменником чрезвычайно высока, поэтому многие домовладельцы решаются на изготовление таких отопителей своими руками. Проще всего выполнить внутренний металлический теплообменник, который монтируют в уже имеющуюся печь. Для его самостоятельного изготовления потребуются следующие инструменты и материалы:

• металлические трубы диаметром 20—30 мм;
• металлические пластины толщиной 3 мм;
• сварочный аппарат;
• болгарка с кругом для зачистки металла.

Эффективность отопления парилки и нагрева воды будет напрямую зависеть от правильности определения площади теплообменника. Для расчета размеров труб необходимо знать мощность топки имеющегося в наличии отопителя. Для отопления бани площадью 5х5 м достаточно печки, которая имеет показатель тепловой мощности 5 кВт. Для качественного подогрева воды от 5 кВт теплогенератора необходим теплообменник с площадью 0,6 м².

Оптимальный показатель площади теплообменника банной печки будет также зависеть от ее расположения в парилке или предбаннике, интенсивности горения топлива, использования дров или угля, а также ряда других характеристик. Для упрощения выполнения расчётов можно использовать готовые схемы теплообменника для банной печки, а затем в зависимости от размеров и типа отопителя подобрать общую площадь водяной рубашки.

Смонтировав теплообменник и подключив к нему через штуцеры расширительный бак или контур с радиаторами, можно выполнять первую протопку. Перед использованием система проверяется следующим образом:

1. 1. Нижнюю трубку наглухо закрывают.
2. 2. Всю систему заполняют теплоносителем.
3. 3. Верхний патрубок теплообменника подключают к расширительной ёмкости.
4. 4. Систему заполняют сжатым воздухом, контролируя давление по манометру.
5. 5. Проверяют конструкцию на наличие протечек. Если они будут обнаружены, их заваривают, предварительно слив всю жидкость.

Изготовив своими руками или купив готовую печку с теплообменником для бани, можно не только решить все вопросы с нагревом парилки, но и упростить отопление смежных помещений. Такая конструкция будет иметь дополнительный бак с нагретой водой, что избавляет от необходимости приобретения бойлера и внешнего нагревателя. Воспользовавшись готовой схемой, всю работу можно выполнить самостоятельно, сэкономив на покупке дорогостоящих заводских моделей банных печек.

Принципы монтажа, подключения и безопасной эксплуатации

Варианты монтажа зависят только от выбора расположения обменника. Сложнее всего придется в том случае, если решено ставить его внутрь готовой печи, где он не планировался изначально. Под это придется разбирать корпус, делать отверстия

Гораздо проще воспользоваться навесной конструкцией или надеть змеевик, либо же «самовар» на дымоходную трубу.

Что касается труб, которые соединяют теплообменник с баком, то для самотечной конструкции важно соблюдать уклоны, а также помнить о том, что крепление труб не должно быть жестким – позвольте им свободно «ходить» при тепловом расширении.

Материал для труб – лучше всего медь, а соединения – латунь
Приобретая уплотнители, обращайте внимание на их способность выдерживать большие температуры.

Безопасность эксплуатации зависит от вашей памятливости. Главное не забывать о двух вещах:

• покидая баню, нужно сливать всю воду из системы;
• протопку не стоит начинать, не убедившись в том, что накопительный бак полон воды.

Если кирпичная печь с внутренним водяным контуром затоплена, а воду вовремя залить забыли, лучше не делать это, когда печь нагрета.

Важно также не допускать закипания жидкости в системе

Установка банной печи с теплообменником

1. Монтаж агрегата выполняется на предварительно углубленный в грунт (на 40 см) фундамент. Сооруженная основа не должна выступать над уровнем пола.
2. Вокруг печи выполняется кладка из кирпича с применением глиняного раствора.
3. Теплообменник для отопительного устройства устанавливается в смежном с парилкой помещении.
4. В стене бани выполняется отверстие для вывода топки.
5. В систему заливается жидкость, которая через трубы, обмотанные теплоизоляцией, подается в накопительный резервуар.
6. Устанавливается дымовой канал, верхний конец которого проходит через отверстие в потолке и прикрепленному к нему металлическому листу.
7. Производится тщательная герметизация проема и всех стыков.

Советы по эксплуатации

Разберём несколько полезных советов по эксплуатации теплообменников в бане.

Хозяева всегда должны следить за тем, чтобы все крепёжные соединения были крепкими, неподвижными

Только за счёт этого удастся свести к минимуму возможную деформацию узлов рекуператора под действием высоких температурных показателей.
Все составляющие должны идеально подходить к основному агрегату.
Очень важно соблюдение правил техники безопасности. Трубы ни в коем случае нельзя прикреплять в непосредственной близости от стен – это может привести к печальным последствиям.
Необходимо всегда следить за тем, чтоб в ёмкости было достаточно воды

Если этого не делать, вскоре пользователь столкнётся с образовавшейся накипью, а в худшем случае – с пожароопасным случаем.
Хозяева должны постоянно проверять, правильно ли работает оборудование, установленное в бане. Если только вы заметили, что техника функционирует с нарушениями и оказалась неисправной, необходимо сразу бить тревогу. «На потом» подобные недостатки откладывать опасно.
Следует пользоваться исключительно термостойкими прокладками. Надо регулярно проверять, в каком состоянии они находятся.
Если вы завершили все банные процедуры и собрались покинуть баню, надо слить всю воду из имеющейся системы.
Приступать к протопке не разрешается, пока хозяин не убедится в том, что накопительный бак наполнен водой.
Если в вашей бане стоит добротная кирпичная печка с внутренним водяным контуром, и она затоплена, а воду вы вовремя влить забыли, не следует делать это, пока агрегат разогрет.
Настоятельно не рекомендуется монтировать тепловой обменник прямо под каменкой агрегата, поскольку он просто будет забирать себе всё тепло, не позволяя камням прогреться до нужных температур. Из-за этого поддать пару не получится, и весь смысл бани будет утерян.

О том, как выбрать теплообменник, смотрите далее.

Виды топлива для печей с водяным контуром

Весь модельный ряд топочных печей можно условно разделить на три большие группы: печи на твердом топливе, на жидком и газообразном.

Твердотопливные печи

Настоящей и неувядающей классикой продолжают оставаться печи дровяные с водяным контуром. Классическая для традиционной бани конструкция дополнена теплообменником, магистралью и радиаторами отопления. Однако, топливная экономичность, порой, заставляет искать более инновационные и технологически продвинутые варианты. К таким следует отнести такие изделия, как пеллетная печь с водяным контуром. Такая конструкция оправдана в местах, где отсутствует массовая лесозаготовка, но в достаточной степени развита лесопереработка. Именно отходы обработки древесины — основное сырье для изготовления пеллет. Важным поставщиком сырья выступает и сельское хозяйство. Солома, кукурузные и подсолнечниковые стебли, лузга гречихи и семечки с успехом применяются в производстве топливной гранулы. Важным преимуществом такой печи, по сравнению с обычной дровяной, следует считать возможность частичной автоматизации процессов хранения, загрузки топлива и его горения.

Если же в вашем распоряжении большое количество древесных отходов, а то и просто откровенного растительного мусора то следует обратить внимание на печи длительного горения с водяным контуром. Их эксплуатация связана с осуществлением процесса горения при малом количестве кислорода и больше напоминает тление, нежели полноценное горение

Особо из когорты твердотопливных, стоит упомянуть угольные банные печи, которым мы уже посвящали отдельный материал.

https://youtube.com/watch?v=Y_WpBpGF0uk

Печи на жидком топливе

Мазут, котельное и печное топливо в банной индустрии применяются достаточно редко. В основном жидкое топливо — удел устаревших крупных общественных бань и мобильных банных комплексов посовременнее.

В частном банном хозяйстве нашли отдельное применение такие конструкции, как печь на отработанном масле с водяным контуром. Пользователей таких агрегатов, в первую очередь прельщает низкая, а порой, и дармовая стоимость горючего.

Печи на газообразном топливе

Являются хорошей альтернативой традиционным дровяным печам. Существенные ограничения на их использование накладывает факт слабой газификации отечественной периферии и повышенные требования к культуре их эксплуатации, ввиду высокой взрывоопасности газового топлива.

Мы нарочно не упомянули еще один вид печей. Основанных на электрическом нагреве. Но поскольку печи такого типа — сфера весьма обширная, то лучше будет выделить рассказ о них в отдельную тему.