Печь для бани с теплообменником для воды

Приступаем к монтажу

Последовательность выполнения работ зависит от конструктивных особенностей теплообменника.

Установка прибора с регистром

При монтаже в старую печь придется разобрать часть кладки. Последовательность выполнения работ выглядит следующим образом:

1. Готовим фундамент для змеевика прямо в полости топки.
2. Устанавливаем змеевик.
3. Укладываем разобранный ряд кирпичей, оставляя места для входной и выходной части труб.
4. Подключаем теплообменник к системе отопления.

До начала эксплуатации резервуар стоит в обязательном порядке проверить на герметичность. Убедиться в отсутствии протечек можно путем заполнения его водой, желательно, под давлением.

Монтаж устройства с емкостью

Наилучший вариант для печи или камина. Изготавливается из металлического бака и двух медных трубок. Объем бака, как правило, составляет около 20 литров. При отсутствии готового изделия резервуар достаточного объема изготавливается своими руками путем сваривания листовой стали.

Для изготовления теплообменника следует использовать материал толще 2,5 мм. Сварку стоит производить таким образом, чтобы толщина формируемого шва была минимальной.

Резервуар необходимо установить на 1 метр выше уровня пола, но не дальше 3 метров от печи. В баке проделываются два отверстия: одно около дна, второе – в наивысшей точке с противоположной стороны. Эффективность теплоотдачи зависит от расположения магистралей.

Необходимо стремиться к тому, чтобы минимальное отклонение нижнего отвода в направлении пола составляло 2 градуса. Верхний должен быть подключен под углом 20 градусов в противоположном направлении.

Производится монтаж сливного крана в накопительный бак. Предусматривается еще один кран, предназначенный для слива всей системы, который устанавливается в самой нижней точке. После проверки герметичности система готова к эксплуатации. Эффективность такой печи с теплообменником можно будет по достоинству оценить в холодное время года.

Выбор мощности

Не зная, каковы потребности здания в обогреве, подобрать оборудование сложно. Расчёт может быть приблизительным и точным. Первый вариант предпочитают продавцы, реализующие отопительную технику, так как это обеспечивает относительно точный результат. В этом случае тепловая мощность вычисляется в соответствии с площадью помещений, которые отапливаются.

Рассматривают отдельно взятую комнату, выясняют, какую она имеет площадь. Полученное значение умножается на 120. Необходимая для всего загородного дома энергия определяется после объединения показателей всех помещений. Но куда лучше точный метод. Он предполагает:

Умножение площади помещений, у которых с улицей контактирует только одна стена, на 100

Важно, чтобы на этой же стороне присутствовало одно окно.
Умножение на 120, если речь идет об угловой комнате, имеющей одно окно.
Умножение на 130, когда подразумевается помещение с двумя окнами и более, а также двумя наружными стенами. При подсчете приближенным методом жители холодных регионов могут недополучить тепла, а южных — переплатить за чересчур мощное оборудование.

Сегодня выпускаются различные виды котлов с тем или иным типом топлива и энергоносителями. Основными разновидностями бытовых теплогенераторов считаются:

• газовые;
• твердотопливные;
• электрические.

Есть модификации, работающие на жидком топливе. На твердом топливе работают котлы прямого горения. То же касается пеллетных и пиролизных котлов. Такие котлы востребованы, так как эксплуатация их предполагает низкие затраты. Это уголь и дрова, которое стоят относительно недорого. Есть вероятность подключения природного газа, но это дорогое удовольствие. Люди предпочитают покупать угольные и дровяные устройства.

Для начала, нужно подобрать котёл

Эксплуатация источника тепла, который работает на твердом топливе, чем-то напоминает простое печное отопление. Надо отыскать дрова, тратить силы и время, загружать их в топку. Обычно твердотопливные котлы имеют некую инерционность. Это означает, что нагрев воды после закрытия воздушной заслонки будет прекращаться постепенно.

Как это работает

Несложно догадаться, что в случае с проточным водяным контуром или бачком, навешенным на дымоход, нужно обеспечить постоянную циркуляцию жидкости между ним и накопительной емкостью за пределами парилки.

Сделать это можно либо за счет естественных законов, которым подчиняется вода (и такая система считается открытой), либо с помощью насоса, обеспечивающего циркуляцию принудительную.

ВАЖНО! Естественная циркуляция, основанная на гравитации и конвекции, предпочтительнее. Соединительные трубы должны иметь диаметр не менее одного дюйма и длину не более 3 метров.. Посмотрите на схему выше, где наглядно показано, как надо располагать трубы, чтобы вода беспрепятственно поднималась и опускалась

Ниже есть разъясняющее схему видео

Посмотрите на схему выше, где наглядно показано, как надо располагать трубы, чтобы вода беспрепятственно поднималась и опускалась. Ниже есть разъясняющее схему видео.

ОПАСНО! Перед растопкой печи убедитесь в том, что в системе есть вода!

Видео

Посмотрите небольшой ролик, где разъясняется данная выше схема печи для бани с теплообменником для воды (по этому принципу можно и для отопления) и показан пример бюджетной ее реализации:

Виды в зависимости от материала

В зависимости от материала изготовления выделяют чугунные и стальные приборы. У них есть свои достоинства и недостатки.

Чугунные

Основное достоинство устройств, изготовленных из чугуна, — продолжительный эксплуатационный период.

На материале не образуется коррозия при контакте с водой, поэтому устройство служит в течение длительного времени.

Недостаток чугунного изделия — повышенные требования к газовому оборудованию. Это объясняется тем, что участок, расположенный между теплой и сильно нагретой частью устройства — это уязвимая область, где на металле часто образуются трещины.

Предотвратить возникновение дефектов помогает промывка прибора. Такая процедура удаляет отложения в уязвимых участках теплообменника.

Внутри прибора есть место, где теплая вода сталкивается с холодной, т. е. участок, где теплоноситель возвращается в теплообменник из отопительной системы. Это зона риска возникновения низкотемпературной коррозии. Чтобы снизить возможность появления ржавчины, на обратке прибора фиксируют трехходовой кран смесительного действия.

Стальные

Такие теплообменники наиболее распространены. Это объясняется простотой обработки материала и их доступной ценой. Стальные изделия особенно популярны в отечественных приборах отопления.

Основные качества материала:

• Повышенная прочность. Это защищает теплообменник от механических повреждений.
• Пластичность. Такое свойство предотвращает появление трещин на приборе при нагревании.

Недостатки:

• Склонность к возникновению ржавчины. Коррозия образуется внутри и снаружи устройства. Это сокращает эксплуатационный период прибора.
• Теплообменник из стали повышает расход топлива. Это происходит из-за утолщения стенок устройства и увеличения габаритов змеевика при изготовлении прибора. Производители вынуждены выполнять такие манипуляции для повышения инертности.

Конструктивные особенности

Отопительная печь с водяным контуром имеет отличительную деталь в виде теплообменника. Его функции может выполнять змеевик или радиатор. В зависимости от мощности обогреваемого агрегата обеспечивается подача неограниченного количества горячей воды. Что касается формы и общих габаритов емкости, то такие показатели напрямую зависят от объема эксплуатируемой топочной камеры.

Значение теплообменника

Существуют модификации печек для обогрева дома и коттеджа, в которых теплообменники монтируются в топочное пространство. Такой способ обустройства конструкции небезопасен, поскольку существует риск протечки и взрыва используемого теплоносителя. Стоит отметить и уменьшение пространства в топочной камере.

Подробнее о печи с водяным котлом для отопления:

Правильный расчет размера и мощности

Человеку, не владеющему инженерно-теплотехническими знаниями, сложно произвести самостоятельный расчет масштабов и мощности отопительной установки с водяным разветвлением. Но приблизительная оценка таких параметров вполне допустима. Из практики известно, что для обогрева площади в 10 м2 со стандартной высотой потолков понадобится примерно 1-1,2 кВт мощности.

Если рассматривать обычную дровяную печку, то она за 1 час может выделить около 6 тысяч кКал, достаточных для отопления дома средних размеров. Уровень комфорта при монтаже водяной системы повышается вдвое. Далее стоит разобраться с мощностью самого теплообменника. Теплосъем с 1 м2 приравнивается примерно к 5-10 кВт. Исходя из такого показателя и определяется потребная мощность.

Нет необходимости с головой уходить в сложные и непонятные формулы. Воспользовавшись услугами квалифицированных специалистов, можно подобрать оптимальный теплообменник для отопительного агрегата частного дома, который в полной мере будет соответствовать общим параметрам здания и обогревательной системы.

Обзор материалов

При выборе конструкции теплообменника для оснащения загородной печки необходимо определиться, из какого материала он должен быть изготовлен.

Чугунные радиаторы отличаются долговечностью

Наиболее распространенные варианты:

Радиаторы из чугуна отличаются высокой устойчивостью по отношению к коррозийным процессам, однако они чрезмерно хрупкие. Деформации, появляющиеся в процессе разогрева и остывания, являются причиной появления трещин и преждевременного износа всей конструкции. Более того, чугунные регистры складываются из отдельно вылитых деталей, скрепленных между собой резьбовыми элементами. Этот фактор ведет к снижению надежности всей отопительной установки.
Большой эффективностью отличаются медные змеевики, ведь они характеризуются лучшей теплопроводностью. При этом следует понимать, что медь начинает плавиться при температурных значениях свыше +1083°C, тогда как в топочной среде эти значения могут достигать 1200°C (нештатные ситуации, которые следует учитывать). По этой причине печь на дровах с водяным контуром не рекомендуется оснащать теплообменниками из меди. Немаловажный фактор заключается и в том, что во время остывания контура появляется конденсат с незначительной примесью химических соединений, вызывающих коррозию меди.
Самой доступной, универсальной и легкой в обработке считается сталь. Для отопительных систем теплообменники обычно изготавливаются из жаропрочного материала, толщина которого начинается от 3 мм. Обязательно в процессе производства задействуются бесшовные трубы

Важно поддерживать правильный отопительный режим, при котором сводится к минимуму выработка конденсата. Не рекомендуется сливать со стального теплоносителя воду, так как может развиться внутренняя коррозия.
Печной радиатор из нержавеющей жаропрочной стали — отличный вариант для загородной отопительной системы

Однако он отличается высокой стоимостью.

В этом видео вы узнаете, как выбрать водяной контур:

Особенности готовой конструкции и ее монтаж

Регистром называют теплообменник для водяного отопления, сделанный из труб с гладкими стенками. Он имеет вид решетки. Именно такая форма является самой популярной. Но бывают модификации цилиндрической и прямоугольной формы, считающиеся самыми примитивными.Ширина внутренних пустот в таком устройстве должна быть равна, как минимум, 5 мм.

https://www.youtube.com/watch?v=d0idwQchW3s

Благодаря этому удастся компенсировать расширение металла во время его нагрева. Установка теплообменника осуществляется внутри печи, когда укладывают ее стенки. Именно такой вариант считается наиболее простым и доступным. Часть кирпичей придется разобрать, если речь идёт о старой печи.

На фундамент монтируется трубчатый теплообменник. Делать это надо прямо внутри топки, укладывая кирпичи рядами, оставляя пространство для входной и выходной трубы. Когда кладка будет завершена, теплообменник подсоединяют к системе отопления и заполняют водой. После этого можно затопить печку.

Принцип работы

Банная печь с теплообменником и баком для воды способна функционировать по одному принципу. На него не влияет расположение функционального элемента. Энергия тепла от обменника направляется от печи напрямую в направлении регистра или водяной рубашки. Теплоноситель во внутренней части обменника постепенно повышает температуру, а в самом баке жидкость остается комнатной по температуре.

Из-за разницы в температуре в рамках контура создается давление, провоцирующее самотечное распределение воды в системе. Жидкость, которая нагревается в обменнике, идет в выносной бак. Применять нагретую жидкость из бака можно по своему усмотрению, после чего запас воды восстанавливается за счет доливания жидкости в теплоноситель.

Если же система имеет закрытый тип, то ее суть немного отличается и главным отличием является время залива воды. Оно происходит строго до момента начала розжига печи, ведь иначе от перепада температур теплообменник имеет все шансы лопнуть.

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

Разновидности регистров

Регистры отличаются материалом исполнения. Они изготавливаются из металлических листов, профильных или круглых труб профильного сечения. Нашли свое применение и детали комбинированного типа.

Дровяную печь с водяным контуром можно врезать в готовую систему отопления

Способ монтажа и непосредственное месторасположение теплообменника обуславливается его формой:

1. Стальные регистры разрешается располагать непосредственно в топочной камере с высокими температурными показателями. Обычно они изготавливаются из листового материала толщиной до 4 мм и сочетаются с трубами диаметром до 50 мм для обеспечения подающего и обратного тока воды. С целью предотвращения образования воздушных пробок верхняя трубка, через которую подается теплоноситель, располагается в самой высшей точке радиатора. В противном случае при образовании парового пузыря может произойти гидроудар, что с большой вероятностью приведет к поломке всей отопительной конструкции. Закипание теплообменника предотвращается при создании внутреннего зазора от 30 мм и более.
2. Трубные устройства изготавливаются из круглых приспособлений (диаметр — 40-50 мм) и профильных конструкций прямоугольного типа (сечение 40-60 мм). Такие радиаторы также могут помещаться в топку, но если только они не выполнены из меди. Недопустимо перегораживание ими печной дверцы, дымооборотных каналов, колосников и прочих функциональных деталей. В отопительно-варочной установке трубы обогрева проходят только параллельно боковым поверхностям.
3. Плоские изделия трубчатого типа обычно устанавливаются в дымооборотные каналы с более щадящими температурными показателями. В таких условиях обеспечивается их продолжительный эксплуатационный срок. Отличаются радиаторы большими размерами, располагаются в зонах с низким теплосъемом. Их габариты просчитываются заранее и тщательно. Недопустимо в процессе монтажа и эксплуатации печки загромождать выход для дыма.

Регистры можно сделать своими руками

Изготовление своими руками

Несмотря на доступность в продаже разных вариантов можно попробовать свои силы в самостоятельном изготовлении теплообменника. Это не так уж сложно, если есть опыт сварочных работ. Во всяком случае, проще, чем делать печку с нуля.

Но прежде чем приступать к работе, нужно проделать небольшой расчет.

Расчет мощности и площади теплообменника

Выше уже говорилось о том, что теплообменники, связанные с корпусом, забирают часть мощности печи. Поэтому первым правилом будет следующее:

ВАЖНО! Мощность теплообменника не должна составлять больше 1/10 от мощности печи.

Второе правило связано с длиной труб: если система самотечная, то не стоит тянуть трубы дальше трех метров. Насос в системе избавляет от подобных ограничений. Но насос ставится чаще в случае, когда теплоноситель используется для обогрева помещений. Впрочем, если накопительный бак расположен не слишком высоко, мыться получится только со шланга. Если это неудобно, то надо либо бак выносить на чердак и утеплять, либо ставить тот же насос.

Третье правило касается объема теплообменника (если это небольшой проточный бак, а не змеевик). Нагреваться вода в нем должна за пару часов. Если дольше, то объем великоват. Если быстрее, то это лучше только на первый взгляд – вода не должна закипать, от этого будет накипь, пар, испытание расширительного бачка и др. проблемы.

Теперь, собственно, сам расчет:

Мощность теплообменника зависит от его площади: 9 кВт на каждый квадратный метр обменника. Площадь рассчитать довольно просто: если это змеевик, то длину окружности (3,14*диаметр) умножаем на длину трубы. Если это теплообменник-«самовар», то берем диаметр внутренней трубы, умножаем на число Пи, еще раз умножаем на высоту «самовара».

Если обменник висит на дымоходе, можно не считаться с правилом вычета его мощности из мощности печи. Только если он на или в ее корпусе.

Рассчитать мощность, которая требуется для обогрева помещения, можно по тому же принципу, что для парилки, то есть, исходя из объема помещения. В парилке берется киловатт на кубометр, но в смежных не нужна высокая температура, поэтому ориентируйтесь на половинную величину.

Зная, сколько киловатт нужно на обогрев моечной, вы получаете площадь теплообменника, а из нее – длину трубы для «самовара» или змеевика.

Рассмотрим пару вариантов самостоятельного изготовления теплообменников.

Предположим, что вы решили повысить КПД печи за счет установки теплообменника на дымоход.

• Толщина требуемой для этого стали 2,5 мм.
• Помимо листового материала понадобятся две трубы с разным диаметром.
• Меньшая должна прилегать к трубе дымохода, большая – быть на 5-10 см шире первой.
• Из листового металла вырезаются два круга под диаметру большей трубы, потом по центру вырезается отверстие под диаметр меньшей и все аккуратно заваривается.
• Еще нужно проделать отверстия под патрубки, через которые будет приходить и уходить вода.
• Патрубки делаются с резьбой и должны подходить под диаметр соединительных труб.

СОВЕТ! После проверки герметичности швов, монтажа на дымоход и разводки труб рекомендуется изолировать теплообменник с помощью минеральной ваты и фольги – это резко увеличит скорость нагрева воды.

Другой вариант теплообменника на дымоход – змеевик из медной трубки диаметром 10 мм, который делается с расчетом плотного обвивания трубы дымохода. Достаточно 1,5-2 метров трубы. Концы змеевика вставляются в гайки, развальцовываются под штуцеры, к гайкам потом прикручиваются штуцеры.

Обратите внимание! Развальцовывать медную трубку нужно точно под конус штуцера, чтобы они в итоге плотно прилегали друг к другу. Будьте аккуратны, потому что именно здесь в будущем возможны протечки, если развальцуете с неровной толщиной.. Вот пара видеороликов в тему:

Вот пара видеороликов в тему:

Видео

Как самостоятельно согнуть медную трубку с трубогибом.

Без трубогиба.

Основные преимущества установок

Стандартные печки не могут обеспечивать равномерное прогревание воздуха в большом доме или коттедже. В современных агрегатах для решения этой проблемы устанавливаются конвекционные камеры с последующим подключением разветвленных воздуховодов. В результате таких действий создается теплый воздушный поток. Он принудительно перемещается по пространству внутри труб, его регуляция при этом обеспечивается специально обустроенными заслонками, задвижками и решетками.

Но каналы для перемещения воздуха отличаются громоздкостью, они поглощают полезное пространство в комнате, а с увеличением количества поворотов в системе соразмерно возрастают и теплопотери. Немаловажный фактор заключается в периодическом удалении копоти, сажи, пылевых скоплений и т.д. Что касается воздуха, то для него характерна незначительная удельная теплоемкость.

Обеспечить подачу тепла в самые удаленные зоны здания поможет только принудительное нагнетание подогретых масс с помощью установки специального вентилятора. Учитывая такие нюансы, можно с уверенностью сказать, что вода в качестве теплоносителя перед воздухом имеет массу преимуществ.

Если рассматривать удельную теплоемкость водяной массы, то ее показатель в 4 раза превосходит аналогичное значение воздуха. Вода без труда перемещается по трубам малых диаметров, тепловая же энергия подается на большие расстояния. Стоит отметить и такие плюсы водяной массы, как химическая нейтральность, безопасность, отсутствие токсичности и горючести.

Видеоурок о печи на дровах с водяным контуром:

https://youtube.com/watch?v=rkTbJntZC6Q

Разновидности

Печь для бани с теплообменником для отопления имеет несколько разновидностей и подразделяется не только по месту расположения обменника, но также по другим характеристикам.

По конструкции:

• змеевик, который является довольно простым вариантом для установки. С одной стороны змеевика холодная вода поступает в резервуар, а с другой поступает горячая;
• конструкции других форм. При нагреве вода постепенно поднимается и вытекает к месту своего назначения.

По степени готовности конструкции подразделяются на готовые и варианты для самостоятельной сборки. Готовые конструкции отличаются тем, что их можно устанавливать сразу же после приобретения и на процесс монтажа не придется потратить много времени. Варианты для самостоятельной сборки требуют большего участия покупателя. Иногда такие системы и вовсе изготавливаются в домашних условиях.

Как правильно выбрать?

Выбор того или иного нагревателя зависит от начальных условий и поставленных перед ним задач. Внутри печи он гораздо быстрее нагреет жидкость, но она может закипать. Образуется накипь, которая быстро выводит прибор из строя. Правильный расчет необходимой мощности позволяет избежать этой проблемы.

Расположенный возле дымохода печи, внешний нагреватель занимает больше места, жидкость греет значительно медленнее. Зато, к нему всегда есть доступ. В случае поломки, его легко починить или заменить. Теплоноситель закипает редко, просто не набирает столь высокую температуру, поэтому накипь не образуется. Выбор остается за хозяином.

Мнение эксперта
Павел Круглов
Печник с 25-летним стажем

Можно приобрести заводскую модель, которая будет стоить от 10 000 рублей, в зависимости от мощности. Стоимость качественной кирпичной печи с теплообменником начинается от 20 000 рублей, но, практика показывает, что она будет не так эффективна.

Ничего хитрого в устройстве прибора нет, насколько оправдана такая покупка — большой вопрос. Все можно установить своими руками.