Теплообменник для банной печи: как собрать его своими руками?

Алан-э-Дейл       25.08.2022 г.

Виды баков для воды


Банная печь со встроенным баком При принятии банных процедур существует постоянная потребность в воде. Она нужна для поливания камней в печке, обработки веников, мытья тела после пребывания в парной, поддержания чистоты в помещении. Поэтому необходимо, чтобы рядом всегда была подогретая жидкость. На дачных участках, где часто строятся бани, зачастую нет возможности использования магистрального горячего водоснабжения. Для решения проблемы к теплообменному элементу подключается водогрейная емкость.

Баки отличаются по исполнению, применяемым материалам, габаритам и форме. В продаже существуют модели, специально спроектированные для использования в сауне. Резервуары с водяным контуром делаются, как правило, из нержавеющей стали либо оцинкованной жести.

Встроенный

В прошлом такие водогрейные резервуары обустраивались в банных помещениях уже в процессе их постройки. При соединении нижней части бака с топкой жидкость подогревалась от печного жара. Плюс такой конструкции – высокая скорость нагрева. Минус – снижение теплоотдачи печного агрегата воздушным массам (так как большая часть идет на приготовление жидкости). Воду забирают из емкости черпаком либо устанавливают кран. Вместимость получающегося бака определяется размерами печи.

Выносной

Удобство подключения выносного бака к банной печи состоит в возможности выбора из нескольких мест размещения емкости. Обычно ее ставят в душевом помещении по соседству с парильней. За подогрев жидкости отвечает теплообменный элемент, вмонтированный в печь. Его подключают к бачку посредством латунных или медных труб. По теплообменнику поступает холодная жидкость, а обратно – уже нагретая.

На трубе

Здесь вода подогревается теплом газов, движущихся по дымоходу. Установка такого бака труднее, чем других типов, но его использование имеет ряд преимуществ. Жидкость очень быстро подогревается, а большая емкость позволит обслужить компанию из 5 и более человек. Вода долго удерживает тепло даже после окончания топки печки. Нередко баки устанавливаются на чердаке. Такое размещение выгодно тем, что позволяет оставить больше свободного пространства внутри помещения. Материалом для корпуса емкости чаще всего служит нержавейка, что также способствует скорейшему подогреву воды. Но при этом нужно следить, чтобы жидкость не начала закипать (это относится к бакам любого вида).

Приставной

В этом случае не потребуется монтажных операций по подключению бака к теплообменнику. Емкость приставляют к печной перегородке, жидкость в ней подогревается от тепла топочного агрегата.


Выносной


На трубе


Приставной

Чем и как соединять выносной бак и теплообменник

Хотя температура воды в теплообменнике при любой его конструкции не поднимается выше 100oC, патрубки могут нагреваться до более значительных температур – они контактируют со стенкой печи. Потому желательно примерно 40-50 см от них устанавливать металлические трубы. Наверное, все та же нержавейка будет предпочтительнее: черный металл будет ржаветь, медь и алюминий – возможно, но достаточно проблематично. Далее можно использовать металлопластиковые трубы для горячей воды, возможно использование гофрированных   или гибких шлангов в обмотке (которыми подключают бойлеры). Диаметр — дюймовые или ¾ дюйма. Меньший нежелательно – вода будет плохо циркулировать: в теплообменнике будет кипеть, а в баке останется холодной.

Для уплотнения резьбовых соединений применяйте специальные средства, которые выдерживают высокие температуры (например, тангит). При использовании фитингов стандартные прокладки заменяйте самодельными из паронита.

Подсоединяя теплообменник на трубе или в печи с выносным баком, обязательно сделайте в самой нижней точке системы кран для слива. Он пригодится, когда будете консервировать систему на зиму: чтобы все не разорвало от замерзшей воды, ее (воды) не должно остаться ни капли. Если же баня у вас отапливаемая, кран все равно нужен  — если вода застаивается, она приобретает неприятный запах.

Еще один нюанс: трубы на горизонтальных участках  должны иметь небольшой уклон в сторону печи. Нюанс небольшой, но на работоспособности системы сказывается очень сильно. Потому обеспечьте небольшой наклон (1-5 градусов).

Преимущество банной печи с теплообменником

Самыми важными достоинствами печей с теплообменником можно считать следующие параметры:

  • Банная система с теплообменником выполняет сразу две функции – нагревает воду, а также отапливает помещения парилки и предбанника.
  • Бак такой системы может располагаться в помещении, соседнем с парилкой.
  • Печи такого вида, стоимость которых не такая уж и большая, производятся из качественного материала с большим эксплуатационным ресурсом.
  • Топка современной печи снабжается огнеупорным стеклом, благодаря которому можно наслаждаться горением огня, при этом контролируя сам процесс.
  • Внешний вид довольно привлекателен, а сама система неприхотлива в уходе.
  • Хочется отметить, что печи такой конструкции просты в плане установки. которая возможна собственными руками.
  • Незначительные габариты такой банной печи позволяют экономить пространство в парилке.
  • Также мощность такой системы прекрасно справляется с быстрым прогревом помещения отведённого под парную до нужной температуры.

Какие бывают теплообменники для банных печей

Существуют общие классификации, которые применяются для разделения нескольких вариантов изделия по способу действия. В то же время, каждый отдельный тип имеет собственные подвиды. Каждый человек, захотевший соорудить баню, может использовать один из нескольких видов теплообменников или эксплуатировать собственный. Новый вид оборудования появляется если владелец вносит малейшие изменения.

По основным конструктивным характеристикам теплообменники разделяются на такие виды:

По расположению бака для воды

Емкости с жидкостью могут располагаться в разных помещениях (душевая, парная, чердак). Отдельные места установки имеют собственные достоинства и недостатки.

Рассмотрим первый случай – бак монтируется в парной. Таким образом можно достичь максимальной скорости нагрева воды за счет небольшой длины трубопровода. Недостатком подобного варианта является уменьшение пространства помещения, которое может иметь небольшие размеры.

Бак в душевой (самоварного типа) решает вопрос со свободным пространством. Небольшим недостатком выступает увеличенная протяженность труб, что влияет на скорость нагрева воды.

Оба варианта отличаются совместной проблемой, связанной со слабым напором воды. Парная комната имеет высоту не более 2 метров. Если прикрепить емкость на максимальную высоту, то расстояние от пола до выходного патрубка составит около 1,5 м. Это значить, что смонтировать привычный стационарный душ не является возможным. Единственный вариант применять гибкий шланг. Чтобы иметь нормальный напор воды, разница высоты не должна быть меньше 10 см.

Компенсация этого недостатка решается просто – вынос бака для воды на чердак (третий способ).

Такой вариант имеет собственные недостатки, связанные с большой протяженностью труб, что приводит к потере тепла. Бак обязательно должен утепляться. Помимо этого, проблема возникает с возобновлением объема воды. Не каждый захочет периодически носить ведра по лестнице, чтобы выносная емкость имела достаточный уровень воды, а проложить к нему водопровод не всегда возможно.

Из этой информации следует, что универсального расположения бака не существует. Каждый человек должен самостоятельно подбирать вариант, исходя из конструктивных особенностей постройки, климатической зоны и наличия инженерных коммуникаций.

По месту расположения теплообменника

По этому показателю устройства разделяются на две категории – монтируемые внутри печи или возле дымохода (отвод дыма должен осуществляться по металлической трубе). Эти варианты имеют свои особенности, но могут прекрасно существовать.

Внутренняя емкость позволяет осуществлять быстрый нагрев, благодаря близкому расположению к очагу тепла. Здесь имеются риски, связанные с закипанием воды. Кроме этого, произвести ремонт или замену теплообменника невозможно без разбора банной печи, что не очень удобно.

В процессе нагревания воды на стенках образуется накипь, которая снижает теплоотдачу. Каждый миллиметр отложения уменьшает возможность отдачи тепла на 10%, эффективность отдачи тепла со временем уменьшается. В зависимости от региона проживания, характеристики жидкости изменяются, что приводит к частым ремонтным работам оборудования.

Большой слой накипи может образовываться уже через 1 год активного пользования баней. Теплообменник можно очищать при помощи соляной кислоты, но такой подход требует строго соблюдения правил техники безопасности.

Теплообменник на трубу дымохода в баню не обладает недостатками, связанными с постоянным закипанием воды. Здесь температура нагрева не превышает 100 градусов. Этот параметр стал одновременно и недостатком, поскольку период нагрева увеличился в несколько раз. Теплообменник для бани на трубе позволяет его располагать непосредственно в помещении, при этом не используется полезное пространство.

Редко можно увидеть банный теплообменник, расположенный под камнями печи. Такой вариант нецелесообразно применять, ведь булыжники не набирают оптимальной температуры для образования пара. Ведь качественный, мелкодисперсный пар – то, ради чего строится баня.     

Как правильно установить и подключить бак

В зависимости от условий в бане, схемы подключения емкости могут быть разными. К примеру, если в моечную проведен водопровод,  т.е. вода будет подаваться под постоянным давлением, то нужна закрытая система водоснабжения.

На фото – пример монтажа бака в моечной

В таком случае идеальным вариантом является печь со змеевиком внутри, который подключается к баку. Можно, конечно, реализовать и другой способ – подвесить емкость на саму печь. Для этого подойдет самая простая конструкция бака на 50-120 литров, которую можно сварить самостоятельно, в таком случае цена на изделие будет формироваться исключительно стоимостью материала.

Если подключение было выполнено верно, то схема нагрева воды выглядит следующим образом – вода подогревается в регистре и по закону физики поднимается вверх. Там она постепенно остывает и вновь опускается в регистр. Таким образом, получается естественная циркуляция.

Инструкция по подключению выглядит следующим образом:

  • Емкость устанавливается в парилке бани под потолками и подключается к змеевику при помощи труб.
  • Для нормальной циркуляции верхний отвод бака необходимо соединить с верхним отводом змеевика, а нижний подсоединить к отводу снизу. Таким образом, отвод горячей воды происходит сверху, а холодная вода будет идти снизу.
  • При входе холодной воды монтируются обратный и предохранительные клапана, последний еще называют взрывником.
  • Затем задается пороговое давление согласно инструкции бака-накопителя, при котором срабатывает предохранительный клапан.

Работать данная система будет следующим образом так:

  • Заполненный бак греется через змеевик и при спуске горячей воды он автоматически станет заполняться через подвод холодной.
  • Если горячая вода не будет использоваться, то по мере нагревания давление в баке будет расти. При достижении критической точки сработает взрывник и выпустит давление.

Классификация кирпичных печей

Данная классификация хоть простая и незатейлива, но понятна многим специалистам строительной сферы.

Все печи, которые строятся для русских бань, можно подразделить на 4 основные вида:

  1. построенная «по-белому»;
  2. «по-черному»;
  3. «по-серому»;
  4. «с плитой».

Печь для бани сложенная из кирпича «по-черному» лишена дымохода.

Это самый популярный вид печи русской бани в деревне в течение многих столетий. Среди преимуществ такого пара – его неповторимый аромат и польза для органов дыхания. Минус – время, которое необходимо пройти до полного сгорания дров или иного топлива.

Следующим этапом эволюции в строительстве печей стал вариант «по-серому». В конструкции появляется дымоход и сокращается время прогрева. Но на камне по прежнему оседает сажа как продукт выгорания топлива.

Печь, построенная «по-белому» не оставляет грязи, сажи и дыма. Она достаточно практична и долговечна, но требует долгого прогрева (в среднем 10-12 час.). Камни в такой конструкции нагреваются от металлической плиты, которая перекрывает печь.

Установка теплообменника на банную печь

Так как все перечисленные модели серьёзно отличаются между собой по способности противостоять перегреву, место для установки конкретной модели выбирается исходя из особенности устройства топки и материала, из которого изготовлен теплообменник.

Каркасные или регистровые системы, как правило, используются в кирпичных банных печах. Аппарат заделывается в верхнюю часть топки или в свод печи еще на этапе её постройки. При этом патрубки для подключения к баку выводят с тыльной или с боковых сторон печного корпуса.

Таким же способом устанавливаются плоские змеевики из меди и нержавейки. Они могут быть заделаны как в свод, так и в одну из вертикальных стенок топочной камеры в банной печи.

Витые медные змеевики традиционно устанавливают на верхний дымоход. Иногда змеевик располагают непосредственно под насадным центральным баком для горячей воды. В баке греется вода для обрызга каменки, а в медном теплообменнике нагревается вода для душа или моечного отделения.

Тарельчатые и коробчатые теплообменники устанавливается на одной из боковых стен в банной печи. Обычно их используют для стальных или чугунных печек. Для установки достаточно вырезать в стенке два отверстия. После чего на выходные патрубки одеваются распорные втулки, и теплообменник устанавливается внутри топки с помощью накидных гаек. Подобный тип теплообменника называют ещё сухим, так как вода при любых обстоятельствах не попадает внутрь топочной камеры.

Важно! Коробчатые и регистровые теплообменники устанавливают внутри банной печи так, чтобы уменьшить контакт поверхности металла с наиболее горячей частью фронта горения.

Теплообменник должен получать большую часть тепла внутри печи не за счет конвекции и обтекания раскаленными газами, а в виде инфракрасного излучения от стен и свода банной печи. Чтобы избежать перегрева, трубы теплообменного контура приходится экранировать листами из нержавеющей стали. В результате и ресурс повышается, и вода в теплообменнике нагревается более равномерно, без кипения и паровых фонтанов.

Схема подключения теплообменника для бани

Практически все модели теплообменных устройств работают по принципу самотека или естественной конвекции воды в полузамкнутой системе труб. Поэтому при разработке схемы установки аппарата отбора тепла необходимо придерживаться двух правил:

  • Входной и выходной патрубки теплообменника должны располагаться на разных уровнях, расстояние по вертикали между нижней и верхней точками подвода воды должно быть не менее 20-25 см. Нижний патрубок используется для подвода холодной воды, верхний — для отвода кипятка;
  • Подключение к патрубкам греющего контура банной печи необходимо выполнять только с помощью гибких соединений, а соединительные муфты обязательно уплотнять теплостойким силиконом.

Речь идет не о гибких резиновых шлангах в металлической оплетке, они для этих целей не подходят, даже если на этикетке присутствует маркировка «для горячей воды» или что-то подобное.

Важно! Из-за сильного теплового излучения, идущего от стенок банной печи, резина стареет и перегорает за считанные недели.

Опытные пользователи рекомендуют выполнять подключение бака к теплообменнику в бане с помощью гибких газовых шлангов из нержавейки.

Как подключить теплообменник к банному баку

Классической схемой установки считается выносной бак для бани с теплообменником. Это означает, что емкость с горячей водой для душа и уборки помещения располагается либо на ближайшей стене, либо за пределами парилки, поближе к душевой кабинке.

Важно обеспечить определенный перепад высоты между выходом из теплообменника банной печи и донной частью емкости с водой. Обычно эта величина выбирается в пределах 50-70 см

Для коробчатых и регистровых схем, плоских змеевиков бак находится на уровне 120 см над уровнем пола. Это удобно, можно зачерпнуть горячей воды через верхний люк.

Другое дело, если змеевик теплообменника для бани установлен на трубу дымохода. В этом случае бак придется поднимать на высоту 180-200 см, поэтому в днище или на выходе из контура устанавливать бронзовый кран для горячей воды.

Трубопроводы, ведущие от теплообменного контура печи к баку, обычно располагают под уклоном. Холодная магистраль от нижнего патрубка подводится к питающему баку под прямым углом, это обеспечивает максимальную величину гидростатического напора в контуре. Отходящая магистраль устанавливается под углом 25-30о. Делается это для отделения пузырей воздуха и пара, образовавшихся в потоке воды при нагреве.

На холодной магистрали обязательно делают колено и ставят сливной шаровый кран, с помощью которого можно легко слить воду из банного теплообменника.

Навесные баки для банных печей

Удобство печей, предусмотренных для использования навесных баков, состоит в том, что водонагревательные емкости могут легко устанавливаться и также легко сниматься. Как правило, их подвеска обеспечивается с помощью петель и крюков. Как и все другие водяные баки, они производятся из нержавейки. В их составе имеются люки для наполнения водой и краны, обеспечивающие использование уже нагретой воды.

В линейке печей «Вравра» имеется несколько изделий, предусмотренных для установки навесных баков.

Существенный недостаток подобных конструкций состоит в том, что парящиеся могут обжечься об их горячие стенки, и обустройство душа при использовании таких баков невозможно. Кроме того, нагреваемая вода может в них закипеть, вызывая обильное образование пара в еще не до конца нагретом помещении парной. Правда, последнюю проблему можно решить следующими двумя способами:

  • навешивая бак несколько позже;
  • периодически сливая горячую воду и пополняя бак холодной водой.

Удобство навесных баков заключается в том, что они идеально подходят для дооборудования уже действующих печей. Они удобны в небольших помещениях и в сочетании с печами небольших размеров. Их, как и наставные баки, легко промыть и очистить от образовавшейся накипи.

Отличная система разработана специалистами фирмы «Ермак». Их бак может использоваться как в качестве навесного, так и выносного, но при условии приобретения водонагревающего регистра и установки водоподающего контура.

Устройство теплообменников для банной дровяной печи

Высокая теплоотдача банных печей, повышенная интенсивность сгорания в них топлива активно используются для размещения в них устройств подогрева воды для проведения помывки.

Теплообменники для бань представляют собой полую герметичную емкость для воды, имеющую форму змеевика (регистра), размещаемую в топке, а также герметичного бака, размещенного на ее стенке или дымоходе.

Прибор нагрева воды циркуляционного типа соединяются системой трубопроводов с накопительным баком горячей воды.

Принцип работы приборов непрямого нагрева воды основывается на циркуляции жидкости в результате ее естественной конвекции.

Справка. Естественная конвекция жидкости возникает, когда низшие слои жидкости нагреваются и становятся легче, поднимаясь наверх, а тяжелые и холодные опускаются, занимая место нагретых.

Для работы открытой системы рециркуляции жидкости (без применения циркуляционного насоса), диаметр труб, предающих воду к накопительному баку, не должен превышать одного дюйма, чтобы обеспечить необходимую скорость циркуляции.

Протяженность труб от теплообменника до накопительной ёмкости не должна превышать 3-х метров. Этой длины часто хватает для выноса накопительного бака из парной в смежную комнату для проведения помывки.

Ёмкость горячей воды, по законам естественной конвекции, устанавливается выше уровня теплообменника.

К оборудованию нагрева воды со стороны входа и выхода привариваются резьбовые патрубки для подключения циркуляционных труб, соединяющих устройство с баком.

Чаще всего используется накопительный стальной бак объемом 60—120 литров, в зависимости от мощности печи.

На накопительную ёмкость устанавливается кран слива для помывки, а на трубу холодной циркуляции воды (нижнюю) кран слива жидкости из системы.

Важно! Специалисты не рекомендуют устанавливать циркуляционный насос в системах подогрева воды банных печей

Виды

Обычно используются следующие виды приборов:

  • Внутренний. Самый простой вариант, изготавливаемый в виде встроенного в топку печи змеевика, направляемого на активное использование вырабатываемого топливом тепла.
  • Внешний. Представляет собой резервуар с водой, смонтированный на наружной боковой стенке печи. Высокая температура стенки нагревает бак за счет передачи ему теплового излучения. Этот вариант проще в изготовлении, чем внутренний теплообменник.
  • Наружный. Устанавливаемый на трубу дымохода бак с водой — это эффективный способ устройства теплообменника, не требующий больших усилий в его установке и не занимающий много места в парной.
  • Наружный проточный (экономайзер). Представляет собой небольшой проточный нагреватель средней емкости от 5 до 10 л, устанавливаемый на дымоходную трубу и соединенный с накопительным резервуаром системой трубопроводов. Это, пожалуй, лучший теплообменник по его монтажу и использованию.

Фото 1. Наружный теплообменник для банной печи. Устройство сделано из нержавеющей стали, надевается на дымоход.

Комбинированные модели. Одновременно включают в конструкцию змеевик, встроенный в топку, и наружную ёмкость с водой, устанавливаемую на трубу дымохода. Оба устройства соединены системой трубопроводов, и имеют отдельный подсоединяемый бак для сбора горячей жидкости.

Из чего их изготавливают

Внутренние теплообменники (регистры) в форме Г-образной решетки производятся из гнутых стальных, чугунных или медных гладкостенных труб диаметром 40—50 мм.

Резервуары для воды изготавливается из раскроенной и сваренной листовой стали с толщиной, превышающей 2,5 мм.

Самый популярный материал для изготовления приборов нагрева воды — нержавеющая сталь, т. к. это недорогой металл с высокой термостойкостью.

Внимание! При изготовлении теплонагревающих устройств этого типа нежелательно использовать оцинкованную сталь, т. к

при температуре выше 200 градусов Цельсия цинк начинает испаряться.

Недостатки чугунных агрегатов — их хрупкость и вес, а медных — повышенная цена и недостаточная жаропрочность.

Изготовление котла для бани

Изготовление котла для бани

Железный котел имеет достаточно простую конструкцию. Подготовительные работы заключаются в изучении чертежей котлов, а также в покупке всего необходимого оборудования.

Изготовление котла для бани

Этап 1. Расходные материалы и оборудование

Стальная труба для изготовления котла

Помимо того, потребуются такие инструменты:

  • сварочный аппарат (электрический);
  • болгарка;
  • круги по металлу.

Этап 2. Сварка опор конструкции

Чертеж котлаРазрезаем трубу

После подготовки всего необходимого можно приступать к работе.

Шаг 1. Корпус котла будет состоять из трубы, в которой нужно сформировать три опоры, расположенные параллельно земле, на трех разных уровнях. Для этого потребуются три куска арматуры ø1,4 см длиной по 3 см каждый.

Уровень №1 необходим для установки печи.

Высота уровня №2 рассчитывается в зависимости от планируемого типа дверки поддувала.

Уровень №3 должен располагаться в 20 см от верхнего края конструкции.

Шаг 2. В качестве дна используется круг соответствующего диаметра, вырезанный из листовой стали толщиной в 5 мм.

Печь изнутри

Шаг 3. Все дровяные печи имеют в своем составе колосник – металлическую решетку, необходимую для подачи кислорода в топочную камеру (устанавливается снизу). Для него потребуется круг из металла максимально возможной толщины, перфорированный или с прорезями.

Конструкция печиКонструкция печиКонструкция печи

Шаг 4. Крышка печи послужит еще и опорой для камней, поэтому ее вырезают из той же 5-миллиметровой стали. В центре крышки проделывается отверстие для дымоходной трубы.

Шаг 5. В нижней части трубы проделывается отверстие для короба, его закрывают печной дверкой.

Обратите внимание! Глубина короба зависит исключительно от толщины стенок!

Шаг 6. Сооружается сам короб, внутри него оборудуется перегородка для раздела топочной и зольной камер. Уровень этой перегородки должен совпадать с уровнем колосниковой, а сам колосник – находиться внутри котла.

С правой стороны круглая дверца для укладки камнейКотел для баниЦены на популярные модели сварочных аппаратовСварочные аппараты

Этап 3. Сборка конструкции

Этот процесс можно условно разделить на несколько этапов.

Шаг 1. Вначале в конструкцию вваривается короб. Если монтаж происходит в помещении (а в нашем случае именно так и происходит), то короб должен выходить либо в топочное отделение, либо на улицу.

Шаг 2. Затем на отверстие, проделанное в крышке, устанавливается дымоходная труба.

Готовый котел

Шаг 3. Строится фундамент для печи. Это может быть как обычная железобетонная плита, так и 10-сантиметровая бетонная стяжка, залитая на «подушку» из щебня толщиной в 15 см.

Шаг 4. Конструкция устанавливается на основание, на крышку укладываются камни.

Этап 4. Тепловой экран

Банная печь с кирпичным экраном

В большинстве случаев экран возводится из кирпича. Это можно сделать двумя способами:

  • обложить котел целиком;
  • огородить его небольшой стенкой.

Обратите внимание! В нижней части экрана нужно проделать небольшие отверстия – они необходимы для конвекции воздуха

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.