Теплообменник для банной печи — способы изготовления и подключения

Теплообменник для банной печи Термофор на дымоход

Если Вы хотите увеличить КПД своей банной печи и использовать для нагрева воды тепло уходящих в дымовую трубу газов, Вам подойдёт теплообменник «самоварного» типа «Костакан» . Названный в честь озера на Камчатке, он имеет увеличенный объём и позволяет быстро нагревать воду в баках большого литража. Теплообменник «Костакан» устанавливается обычно первым элементом дымохода, чтобы снять тепло с самых первых горячих газов, а также для соблюдения разницы высот между теплообменником и баком. Теплообменник «Костакан» выпускается в 4 модификациях для разного диаметра дымохода: Ø115 – 8л, Ø120 – 8л, Ø140 – 9л, Ø150 – 9л; присоединительная резьба у всех стандартная – G ¾.

Как видите, монтаж системы нагрева воды с выносным теплообменником идентичен монтажу системы нагрева воды с использованием банной печи с встроенным теплообменником.

Для эффективной работы системы нагрева воды, разница высоты между теплообменником и баком должна быть существенной — минимум 30см между верхним штуцером теплообменника и дном бака. Бывает, что соблюсти это требование не просто, так как потолки в банях невысокие, теплообменник установлен на печи достаточно высоко, а большинство баков для воды вертикальные.

Для таких случаев компания Термофор производит горизонтально ориентированный выносной бак «Цеппелин» , формой и блеском напоминающий немецкие дирижабли жёсткой конструкции прошлого века, в честь которых и был назван. Греется он лучше, а обслуживать его гораздо удобнее. Большая длинная горловина позволяет легко залить в бак воду, почистить бак и обслужить штуцеры.

Меры предосторожности

Обращаем Ваше внимание, что любая система нагрева воды, как и сама банная печь, являются пожароопасными и требуют ответственного подхода во время эксплуатации, поэтому настоятельно рекомендуем внимательно ознакомиться с инструкциями к продукции Термофор и строго соблюдать все меры предосторожности!

Вот основные требования по монтажу и эксплуатации систем нагрева воды в бане с использованием теплообменников:

• Запрещается эксплуатировать печь с пустым теплообменником и баком для горячей воды или неподключенной системой нагрева воды.
• Запрещается наливать воду в пустой бак, теплообменник или систему нагрева воды после растопки печи – необходимо дождаться полного остывания печи и бака.
• Запрещается подключать к теплообменнику систему отопления. Для этого компанией Термофор выпускаются натрубные отопители , по принципу действия идентичные теплообменнику «самоварного» типа, только предназначенные не для воды, а для горячего воздуха.
• Дно выносного бака для горячей воды должно находиться выше уровня верхнего штуцера теплообменника не менее чем на 30 см.
• При монтаже трубопроводов не допускается использование труб с рабочей температурой эксплуатации менее +95 °С . Рекомендуется устанавливать трубы для горячей воды под углом вверх не менее 30 ° , а для холодной – 1-2 ° . Не допускается провисание труб на горизонтальных участках. Соединительные трубы расширяются при повышении температуры воды, поэтому нельзя крепить их к стенам неподвижно.
• Максимальная длина трубопровода для горячей воды – 3м.
• Резьбовые соединения труб необходимо уплотнить сантехническим герметиком.
• Заливайте в систему нагрева воды только чистую воду. Она должна соответствовать требованиям качества с точки зрения содержания солей, железа, извести и др. Запрещается попадание в бак разъедающих веществ.
• Необходимо обеспечить максимально надёжное крепление бака для горячей воды к стене во избежание ожогов и травм. Стена должна выдерживать вес полностью заполненного бака.
• Не наливайте в бак воду под самую крышку, иначе при закипании вода может выплеснуться наружу. При закипании необходимо слить горячую и добавить холодную воду.
• Запрещается эксплуатировать бак для горячей воды под избыточным давлением, отличным от атмосферного. Не допускается при эксплуатации печи с встроенным теплообменником превышать рабочее давление в системе нагрева воды более 0,05 Мпа (0,5 кгс/кв.см). Опрессовка системы более высоким давлением должна производиться при отключенном теплообменнике.
• Запрещается использовать теплообменник и неисправный бак, имеющие видимые повреждения и/или протечки. Запрещается использовать систему нагрева воды, если нарушена возможность для циркуляции воды.

Теплообменники – особенности изготовления

Самые важные элементы, от их правильного устройства и эффективного функционирования во многом зависит комфортность мытья. Мы рассмотрим несколько вариантов теплообменников и выскажем свои замечания, окончательное решение за вами. Одна и главных проблем всех типов теплообменников – невозможность регулировать температуру нагрева воды. Вода в баке может быть или недостаточно теплой, или слишком горячей. Разбавлять горячую воду холодной приходится вручную. Но и это еще не все – очень велики риски закипания воды в теплообменнике. Система не очень пострадает от пара, она открытого типа, но для теплообменника такие ситуации «даром» не обойдутся. А что делать, если вода в теплообменнике закипела? Тушить пламя в печи? А как хоть немного регулировать температуру воды? Постоянно подкладывать в топку по одному полену и вынимать из нее по полполена? На эти вопросы мы дадим ответы в конце статьи.

Начнем с простых теплообменников и закончим более сложными.

Альтернативные и смешанные варианты отопления

Востребованными становятся альтернативные варианты отопления бани. К ним относятся следующие виды оборудования:

• обогреватели – керамические и инфракрасные;
• котлы – пиролизные, пеллетные, дизельные, длительного горения;
• плинтусные и потолочные обогреватели.

В случаях когда баня используется редко, хорошим вариантом является обустройство смешанной системы обогрева: дровяная печь-каменка в сочетании с электрическим обогревом; пеллетный котел с электрическими конвекторами. Один вид оборудования предусматривает обогрев помещений для проведения банных процедур, другой – горячее водоснабжение и дополнительное отопление.

Печь для бани с теплообменником: принцип работы и установка

Принцип работы

Оговоримся сразу, любые расчеты требуемых габаритов теплообменника для банной печи всегда будут ориентировочны. К примеру, для нагрева стандартного банного помещения потребуется приблизительно 5кВт электроэнергии. Значит именно такое количество энергии мы и должны получить от печи с теплообменником.

К вопросу о форме теплообменника для банной печи — тут все зависит от вашей фантазии. Простейшим, дешевым и потому распространенным вариантом является система труб из нержавеющей стали. Равноценной заменой можно считать агрегаты, сваренные из нескольких швеллеров.

За основу возьмем листовой металл, толщина которого не менее 2мм. Из него потребуется соорудить цилиндрический (впоследствии верхний) и прямоугольный (нижний) резервуары, и соединить их трубами. Размер (а точнее площадь) должны рассчитываться в соответствии с размерами предполагаемого помещения.

Перед окончательным монтажом, не лишним будет оценить, точность произведенных расчетов. Для этого раскроенные детали прихватываются сваркой. После проверки можно приступать к сборке. Далее прочностная оценка: завариваем нижнюю трубу, а сам теплообменник наполняем водой, соединив при этом выходное отверстие с основной емкостью.

В случае если насос в системе не предусмотрен, то рекомендуется следующее устройство и взаимное расположение труб: холодная вода из бака самотеком идет по трубе к печи, а горячая возвращается к баку. Главное условие: трубы должны быть установлены под углом в 2-5 градусов.

Необходимость теплоизоляции бака определяется возможностью его многоцелевого использования, в том числе для прогрева смежных помещений.

Независимо от формы и способа самостоятельного изготовления, слабым местом работы любого теплообменника является коррозия металла. Металлические поверхности, по определению, имеют низкое сопротивление к воздействию агрессивных сред, в том числе и воды. Вот почему возникает потребность внутренней защиты поверхностей.

Специалисты в данной области рекомендуют ответственно подходить к выбору теплообменника для бани, не экономить на материалах и правильной установке. Также важна грамотная эксплуатация. Вот основные правила, которые следует знать:

1. Основное свойство труб при нагреве теплообменника — расширение. В результате существует вероятность увеличения их длины. Поэтому запрещено при крепеже  труб к стенам использовать неподвижные соединения.
2. Грамотно выбирайте теплообменник с точки зрения мощности (габаритов). Это не должно негативно повлиять на производительность печи. Десятипроцентный отбор тепла – это предельный показатель. И если уже сконструированная банная печь недостаточно мощна, остановите свой выбор на теплообменнике поскромнее.
3. Внешний водяной бак следует подбирать исходя из следующего условия: вода в системе должна нагреться лишь спустя два часа после начала топки. Никак не раньше! Иначе кипящая вода быстро заполнит парилку влажным паром. Думаю, это вам ник чему.
4. Заполнить бак водой лучше заранее. Не рекомендуется делать это, когда банная печь уже имеет высокую температуру.
5. В качестве уплотнителя резьбовых соединений рекомендуется использовать материал, способный выдерживать воздействие высоких температур. Вроде бы очевидный факт, но частенько об этом забывают.

В наше время строительный рынок наводнен предложениями всевозможных агрегатов для бани. Начиная от массивной печи из чугуна, и заканчивая простыми и дешевыми вариантами дровяных печей с теплообменником, где цена последнего мало сказывается на общей стоимости системы. Выбор за вами! Позволим себе ишь небольшой совет: теплообменник обязательно должен быть изготовлен из качественной стали с хорошим уровнем жаропрочности и жаростойкости.

Особенности работы теплообменника

Теплообменник, находящийся внутри тела печи, способен удерживать максимальную температуру в водяном баке продолжительное время, пока металл или кирпич сохраняет тепло.

Короб теплообменника, расположенный на трубе дымохода, даёт такое преимущество, что не используется получаемое для обогрева печи тепло, а расходуется тепло выбрасываемых горячих газов. Существенный объём устройства позволяет быстро нагревать жидкость в баке и удерживать высокую температуру во время топки бани. Недостаток конструкции — громоздкий внешний вид.

Располагая теплообменник на боковой поверхности возле топки, можно получить удачную модель отопительной системы, обеспечивающей эффективный нагрев воды и имеющей не плохие эстетические качества.

Теплообменники применяются совместно с печами различных конструкций:

• кирпичных или металлических банных печей;
• устройств, рассчитанных на малый объём помещения или большой.

Мастера, практикующие установку кирпичных печей с использованием теплообменников, предпочитают монтаж бака непосредственно возле топки, внутри кирпичной «рубашки». Такое расположение способствует длительному сохранению температуры воды.

Описание отопителей

Если в прошлом наибольшей популярностью пользовались классические каменки, которые позволяли лишь нагревать парилку, то сегодня востребованы на рынке универсальные печки с теплообменниками. Такие установки позволяют одновременно отапливать парилку и решать проблему с нагревом воды. Благодаря их использованию повышается комфорт приёма банных процедур, и сокращаются расходы на покупку соответствующего теплового оборудования.

Печки с теплообменником для воды станут удобным решением при раздельном расположении парилки и моечной в бане. Универсальные в использовании отопители отличаются простотой в эксплуатации, они чрезвычайно удобны, быстро нагревают помещение, полностью решая проблему с теплой водой. Имеющийся сегодня выбор печек с теплообменниками позволяет приобрести или изготовить их самостоятельно как для небольшой парилки, так и для вместительной общественной бани. Преимущества печек с тепловым контуром:

• продолжительный срок службы;
• компактность отопителей;
• эффективность и высокая скорость нагрева помещения;
• возможность изготовления своими руками.

Как правильно сделать вентиляцию в бане своими руками

Представленные в продаже готовые печи с теплообменником

Традиционные модели банных печей, выполняемые из кирпича, понемногу вытесняются более современными металлическими конструкциями. отличающимися доступной ценой, высоким качеством, компактностью и совершенством дизайна. При выборе достойной модели потребитель должен знать объемы парилки и бака для воды, а также мощность отопительного агрегата . Предлагаем рассмотреть наиболее популярные модели печей для бань, оснащенные теплообменником.

Печь с теплообменником Везувий модель Скиф 16 ВЧТ

Этот агрегат обладает достаточной мощностью для того, чтобы обеспечить высокую температуру в парилке, объем которой достигает 18 куб. м. В корпус печи встроен теплообменник, быстро нагревающий воду в баке, вынесенном в смежное с парилкой помещение. В зависимости от особенностей монтажа печи в своей бане, покупатель сам выбирает агрегат с левосторонним либо правосторонним размещением теплообменника. Этот представитель модельного ряда печей Везувий примечателен тем, что вокруг его корпуса в специальном кожухе располагаются камни, создающие эффект кирпичной кладки. Практически все остальные модели оснащаются каменкой, установленной сверху агрегата. Топка печи изготовлена из высокопрочной качественной стали, толщина которой составляет 8 мм. Такой материал сохраняет свои характеристики и пропорции изделия даже при самых высоких температурах.

Распределение цен на печи Везувий Скиф можно посмотреть в таблице:

Печь Торнадо 20М2

Модель с чугунной дверцей благодаря своей мощности способна обогреть помещение парилки объемом 20 куб. м. Отличительными чертами печки являются:

• внушительные габариты и вес;
• встроенный в корпус теплообменник;
• мощная топка;
• боковой кожух большой вместительности для закладки 240 кг камней.

Последний из списка элемент конструкции выполняет сразу две функции . предохраняет печь для бани с теплообменником от перегрева и эффективно разогревает наполнение боковой каменки.

Из-за того, что вес агрегата составляет 125 кг, а это достаточно солидный показатель, перед проведением монтажных работ нужно выполнить закладку фундамента, предварительно рассчитав его требуемую прочность.

Стоимость печей данной торговой марки определена в пределах 22–38 тысяч рублей.

Harvia 20 SL Boiler

Печь-каменка Harvia 20 SL Boiler – это разработка финских производителей отопительных агрегатов для бань и саун. Модель весом 75 кг прекрасно подходит для обогрева парилки, объем которой доходит до 20 куб. м. Оптимальная температура в помещении создается также за счет равномерного нагревания и плавной отдачи тепла от 40 кг камней. Каменка, работающая на дровах, пользуется большой популярностью среди потребителей в основном за счет современных технологий, заложенных в ее конструкцию.

В корпус печи встроен теплообменник в виде бака, заполненного водой. Образцовое устройство обеспечивает постепенный нагрев жидкости, не доводя ее до кипения. Только при очень длительном использовании печи вода может стать кипятком. Благодаря выносной конструкции топку можно размещать в смежном с парной помещении, таким образом, в парной постоянно будет поддерживаться тепло и порядок.

Плавность форм агрегата, рамка из нержавеющей стали, устойчивые ножки придают привлекательность внешнему виду каменки. Печь для бани с теплообменником для воды стоит в среднем 37,5 тысячи рублей.

Установка

Если теплообменник идёт в комплекте с подобранной печью, то его монтаж оказывается лёгким и быстрым. Понадобится только очень внимательно прочитать инструкцию по установке и правильно собрать все необходимые компоненты. Пользователю останется только подключить оборудование непосредственно к системе, опираясь на правильные схемы действий.

Если же все составляющие идут отдельно друг от друга, здесь надо действовать иначе. Сперва хозяин должен ознакомиться с несколькими важными правилами, которых необходимо придерживаться.

• Теплообменник должен потреблять не больше 10% от всей энергии в целом (которую производит печка). Только в таком случае агрегат будет демонстрировать высокие показатели КПД.
• Трубы требуется выставлять так, чтобы вода проходила самотёком (под углом 250 градусов), на прямой подаче. Движение в обратном направлении должно осуществляться при условии 30-градусного угла.
• Мастеру следует предусмотреть запас мощности на остывание после прогорания топлива.
• Для каждой модели требуется необходимый водяной запас. Если жидкости будет недостаточно, она очень скоро начнёт кипеть. Из-за этого на стенках появляются отложения, и может возникнуть пожароопасная ситуация.

Теперь рассмотрим, как правильно подключить теплообменник на банную печку, если бачок расположен в парильном помещении.

• Вход в бак с горячей водой должен быть хотя бы на 5 см выше по сравнению с верхним штуцером регистра. Это условие надо соблюдать, чтобы обеспечить более качественную циркуляцию.
• Регистр, расположенный сверху, должен находиться на расстоянии 1,4-1,5 м от поверхности пола. Это при условии, что подиум под печкой достигает 15 см. Нижняя часть бака в парилке должна быть не ниже 1,5 м (лучше повыше).
• Если высота бака составляет всего 0,5 м, то в сумме получается установка в 2 м. До потолка остаётся ещё полметра. Если есть водопровод, то с поступлением воды проблем не возникнет.

Есть еще одна схема установки.

• Бак надо установить пониже. Штуцер для контура подводящего типа выставляется сбоку.
• Если водяной уровень окажется выше штуцера сверху, то циркуляции добиться не удастся. В самом теплообменнике вода будет стоять и время от времени закипать, оставаясь прохладной в бачке.

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.

Изготовление теплового обменника своими руками

Теплообменник из гибких труб, которые монтируются на трубу из нержавейки

При необходимости теплообменник на трубу дымохода делают своими руками по несложной пошаговой инструкции

В процессе важно выполнять все условия и правила безопасности, а также создавать конструкцию с максимальным запасом прочности

Необходимые материалы и инструменты

Для создания стандартного теплового обменника по типу змеевика потребуется набор стандартных труб, металлические листы для емкости, а также трубы для подведения и отвода воды к баку. В перечень инструментов, которые следует подготовить, входят тиски, пассатижи, гаечный ключ, ножницы по металлу, инструмент для развальцовки и сварочный аппарат для обеспечения герметичности швов.

Расчеты

Провести правильные расчеты для устройства, сделанного своими руками, достаточно сложно из-за отсутствия возможности регулировать подачу воздуха. Также причиной является неоднородное качество топлива, даже если печь отапливается древесиной только одного вида, и резкое уменьшение теплоотдачи дров в конце отопительного процесса. По этой причине все тепловые обменники изготавливаются с дополнительным запасом прочностных условий. Если речь идет о самостоятельном монтаже, для топки используют стальные трубы с диаметром не более 3/4, для змеевиков их медные аналоги, диаметр которых составляет 10 мм. Приблизительная длина элемента составляет 1 метр, для труб из стали выделяют расстояние в 10-15 см, для вариантов из меди оно должно быть гораздо меньше.

Изготовление

Медные трубы больше подходят для изготовления теплообменника

Сделать теплообменник для банной печи на дымоход размером 115 мм можно с помощью поэтапной инструкции, включающей следующие шаги:

1. Создание змеевика из медной трубки с диаметром до 10 мм.
2. Развальцовка элемента на концах для образования перехода к диаметру выбранной трубки.
3. Вырезание отводящих отверстий в отрезке дымовой детали.
4. Установка отводов и змеевика.
5. Монтаж трубки и остальных деталей к дымоходу.

При необходимости сделать внутренний тепловой обменник в печи монтируют стальные трубы, для которых подходят прямые отводы. Чтобы предотвратить нагревание воды в них, между каждым поворотом делают отступ. Дополнительно рекомендуется ставить циркуляционный насос во время монтажа змеевика. В топке устройство держится за счет кладки из кирпича, в дымоходе – при помощи отводов, которые должны иметь предельно минимальную длину.

Особенности банной печи с теплообменником

Печь для бани, оснащенная теплообменником, имеет определенные конструктивные особенности.

К ним, в частности, относятся:

• система подвода туб для циркуляции теплоносителя;
• утолщенные стенки корпуса;
• увеличенный объем каменки;
• наличие в обязательном порядке распределителя воздуха;
• дверца топки из теплоустойчивого стекла.

Теплообменник функционирует за счет постоянной циркуляции воды по всем устройствам, составляющим отопительно-нагревательную систему в бане. Для эффективного использования теплообменника протяженность каждой из соединительных труб должна составлять максимум 3 м. Особенно при отсутствии внешней теплоизоляции трубы.

При соблюдении правил пожарной безопасности, а также при наличии систем принудительной вентиляции и терморегуляции теплообменником может быть оснащена универсальная печь для бани и отопления дома. Сама печь может располагаться в помещении бани и соединяться с жилыми помещениями дома при помощи теплоизолированного трубопровода отопления и снабжения жилья горячей водой.

Для организации циркуляции воды в системе централизованного отопления, а также для подачи горячей воды в помещения дома и в помывочное отделение бани используется автоматизированная насосная станция с поддержанием постоянного давления в магистрали.

Самая простая конструкция универсальной печи – это электрическая печь с раздельными электронагревателями для секций печи с теплообменником и каменки.

Такая печь может работать в нескольких режимах, а именно:

1. В режиме обогрева жилых помещений дома и его горячего водоснабжения (ГВС) с поддержанием минимально необходимой температуры в помещениях бани в холодное время года.
2. В режиме отопления бани и всего дома с ГВС в холодное время года.
3. Организация отопления бани и печи-каменки в летний период.

Аналогичная печь для бани и отопления одновременно может быть создана в виде устройства непрерывного действия на природном газе или топливных гранулах. Использование в качестве топлива древесного угля или древесины в таком случае затруднительно и имеет определенные технические сложности. Ведь в дровяных или угольных печах не предусмотрена возможность автоматической регулировки температуры. Это может привести к резким скачкам температуры в отопительной магистрали.

При возможности подключения к магистрали природного газа или электрическому кабелю промышленного напряжения можно изготовить печь для бани из котла отопления, работающего, соответственно, на газе или электроэнергии. Такая печь может выполнять функции отопительной и водонагревательной системы. Совместно с отопительным котлом в бане можно также установить небольшую стальную дровяную печь-каменку в помещении парной.