Строительство

Банные печи с теплообменником, принцип работы теплообменника

03.08.2021

4764

Назначение и принцип работы

Принцип работы различных видов теплообменников одинаковый: вода нагревается за счет тепла от сгораемого топлива в печи и далее используется для мытья или отопления. При этом нет необходимости в установке в бане отдельного бойлера.

В зависимости от расположения теплообменник может быть:

встроенным (внутренним, интегрированным, как еще говорят);
внешним (на дымоход).

Выполняется он в виде змеевика или емкости, которая разогревается от жара из топки либо трубы дымохода. Самоварный теплообменник является внешним и работает, подобно самовару, нагреваясь за счет горячих газов от сгораемого топлива.

В теплообменник вварены трубки, по которым поступает и отводится вода. Горячая вода поступает в бак, который размещают либо рядом с теплообменником, либо выносят в другое помещение. Трубы можно расположить так, чтобы вода постоянно циркулировала, нагреваясь в банной печи.

Принцип работы

Схема работы теплообменного аппарата была следующей. Внутри печи, обычно в топку или на выходной патрубок, устанавливается теплообменный контур. Чаще всего это медная или стальная трубка длиной 6-7 м или емкость из нержавейки.Для компактности труба может выполняться в виде змеевика, набора регистров или плоской спирали.

Вода поступает внутрь трубы из внешнего бака, обычно самотёком или под небольшим напором водяной башни. Скорость потока невелика, поэтому жидкость успевает прогреться до относительно высокой температуры в 90оС.

Важно! Температуру и интенсивность нагрева можно легко регулировать с помощью крана, установленного на входе или на выходе из печи. Поэтому теплообменник, встроенный в банную печь, одинаково эффективно греет воду, как зимой, так и в летний период.

Гибкость и эффективность теплообменного аппарата привела к тому, что банная печь с вмонтированным теплообменником превратилась в основной источник горячей воды загородного или дачного отдыха. Мало того, в зимнее время печь с теплообменником может использоваться для отопления помещения.

Понятно, что в этом случае размеры топки и теплообменного контура должны быть минимум вдвое больше и изготавливаться из жаростойких материалов. Существуют также ограничения и по используемому топливу. В данном случае речь идет о теплообменнике для дровяной печи. Даже торфяной брикет, не говоря уже об угольном топливе, для рассматриваемых типов печей не используется.

Виды теплообменников

Конструкции теплообменных аппаратов не ограничиваются только традиционным змеевиком из медной трубы. Общее число моделей теплообменных агрегатов, по самым скромным оценкам, составляет не менее полутора десятков штук.

К наиболее популярным и востребованным видам печных теплообменников относят следующие конструкции:

Трубчатые теплообменники, изготовленные из медной или стальной трубы в виде кольцевой или плоской змейки. Такие системы обладают самой высокой водогреющей эффективностью, они просты в изготовлении и установке на банную печь. К недостаткам конструкции можно отнести высокую чувствительность к перегреву;
Коробчатые теплообменники изготавливают из жаростойкой листовой стали в виде тарельчатой емкости или прямоугольного бачка. В общем случае это просто емкость из жаростойкого материала, с приваренными патрубками для подключения, подвода и отвода воды;
Каркасные теплообменники представляют собой достаточно сложную конструкцию из стальных труб, сваренных в виде набора из нескольких регистров. Конструктивно данный тип просто копирует устройство паровозного котла. Поэтому сама конструкция получается очень надежной и прочной, способной выдерживать длительный перегрев и высокое давление пара;
Пакетные теплообменники изготавливают для банных печей специализированными предприятиями. Кустарным способом не изготавливаются. Обладают высокой эффективностью, но при этом склонны к прогоранию стенок даже при небольшом перегреве.

Если сравнивать приведеные конструкции, то все три модели, за исключением пакетного варианта, обладают достаточной эффективностью, чтобы греть воду в проточном состоянии. Скорость нагрева для обычного стандартного теплообменника, диаметром канала 10-20 мм, составляет 10 мл/оС. При скорости движения воды 20-30 мм/с на выходе из печи вода успевает нагреться до 70-80оС.

Преимущества и недостатки конструкций

Если делаешь теплообменный аппарат собственными руками, то наибольший интерес представляют собой виды и конструкции. Чаще всего проточную часть изготавливают из медной трубы диаметром 15-20 мм. Заготовку наматывают на деревянную болванку, на концы напрессовывают муфты или сгоны, с помощью которых можно подсоединить теплообменник к баку, питающему банную печь.

С тарельчатым или коробчатым теплообменником сложнее. Для изготовления собственными руками потребуется сварочный углекислотный полуавтомат или аргоновая сварка. По эффективности отбора тепла в банной печи тарелка теплообменника немного уступает змеевику, но обходится дешевле.

Регистровые теплообменники сваривают из труб на основе жаропрочной стали, по эффективности они несколько хуже тарельчатых, но зато прекрасно переносят перегрев. Даже если в банной печи остановилась подача воды, как правило, это не ведет к повреждению теплообменного контура. Данный тип теплообменника может изготавливаться также из медной трубы, КПД аппарата увеличивается в полтора-два раза, но при этом значительно уменьшается стойкость к перегреву.

Варианты расположения бака

Баки для воды можно размещать где угодно: на стене помывочной или душевой, на чердаке, возле печки в парной. Внешние варианты лучше всегда утеплять, иначе вода будет нагреваться очень долго, а остывать быстро.

Вариант, когда бак располагается непосредственно возле банной печи, наиболее оптимальный, так как вода нагревается от пламени. Это визуально уменьшает помещение бани, но хорошо держит жар.

Часто камни укладывают в дымоходе, а бак ставят под топкой. Такая конструкция нагревается долго, но температуру держит тоже несколько часов. Жар от такой печи будет хороший, пар тоже.

Внешний вариант расположения более затратный в плане топлива. В этом случае придется топить дольше, так как нужно прогреть воду в трубах. Однако внешнее расположение очень удобно для душевой комнаты, когда после парилки нужно ополоснуться.

Оба варианта имеют свои недостатки – напор воды у них очень низкий ввиду небольшой высоты установки, а высота потолков в бане бывает редко выше двух метров. Установить душ будет сложно, да и мыться придется не выше чем с полутора метров. Эту проблему можно решить, если вынести бак, например, на чердак. Тогда напор увеличится, необходимо лишь своевременно добавлять воду. С ведрами не побегаешь, лучше подвести водопровод. Делается он с поплавком, чтобы, когда бак наполнится, подача воды автоматически прекращалась.

С выносом бака на внешний контур увеличиваются теплопотери. Необходимо утеплить сам теплообменник и трубы, которые к нему подводятся. Расчеты следует проводить, исходя из конструктивных особенностей бани. Например, натрубный вариант, когда змеевик опоясывает трубу, хорошо подходит для душевой комнаты. Но есть ограничения по объему – таким способом согреешь не более 50 литров воды.

Если есть возможность подвести водопровод, то лучше автоматизировать этот процесс. Тогда бак всегда будет наполнен и вода в нем будет горячая все время, пока топится банная печь.

Теплообменник в печи

Устанавливать теплообменник в печи – наиболее выгодное решение. Вода будет греться непосредственно от жара из топки. Монтируется такой теплообменник в банную печь рядом с каменкой или сверху на топку.

Обратите внимание! Устанавливать теплообменник под каменкой не рекомендуется, так как он будет отбирать тепло, не давая сильно прогреваться камням. Не получится поддать пару, а вместе с этим потеряется весь смысл бани.

Недостатком встраиваемого варианта является закипание, когда печь еще не прогрета, а вода в баке уже начинает кипеть. Существуют также проблемы с обслуживанием и заменой частей теплообменника. При замене придется разбирать печь. Надо заметить, что на стенках встроенного устройства накипь собирается быстрее, а чем толще ее слой, тем меньше теплопроводность материала. Теплообменник в результате хуже и хуже выполняет свою главную функцию – передачу тепла – и нуждается в чистке.

На дымоходе (водяная рубашка)

Схема монтажа теплообменника на трубу дымохода в баню несложная. Нагрев воды может происходить либо через змеевик, либо к трубе приваривается специальная емкость, к которой впоследствии подключают трубки, идущие к баку. Это так называемый самоварный тип теплообменника.

Сделать такую рубашку можно из трубы по диаметру большей, чем дымоход. Бак можно оставить в парной или вынести наружу. Такой вариант значительно увеличивает время нагрева, поэтому в помощь придет насос, который будет гонять воду между рубашкой и баком.

Без насоса рубашка тоже будет работать, но нагревание замедлится в несколько раз. Такие теплообменники следует утеплять в случае, если они будут выноситься из парной. Их подключение следует выполнять посредством гибких труб, что облегчает последующее обслуживание.

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.

Обзор видов

Теплообменники бывают разными. Каждый из видов имеет свои особенности работы и устройства. Ознакомимся с ними.

Трубчатые

Теплобменники данного типа являются одними из наиболее распространённых и популярных. Обычно они изготавливаются из 2-х практичных материалов:

из медной трубы;
из стальной трубы.

Трубчатые тепловые обменники выполняются в форме кольцевой или плоской «змейки». Подобные системы могут похвастаться высокими показателями подогрева воды, что говорит об их эффективности и продуктивности работы. Кроме того, трубчатые теплообменники привлекательны простым методом изготовления, а также монтажом на банную печку.

Большого количества недостатков трубчатые обменники не имеют, но не следует забывать, что они являются весьма чувствительными к перегреву. Этот нюанс надо учитывать, пользуясь банной печью с подобной деталью.

Коробчатые

Вторые по популярности разновидности теплообменников. Производят их из жаростойкой стали в листах. Детали выполняются в форме компактных ёмкостей тарельчатого типа либо бачка прямоугольной формы. Если рассматривать данную деталь в целом, то она представляет собой обыкновенную ёмкость, изготовленную из жаростойкого материала.

К этому элементу привариваются патрубки для дальнейшего подключения, подвода и отвода жидкости.

Каркасные

Каркасные подвиды теплообменников являют собой усложнённую конструкцию, состоящую из практичных стальных трубок. Последние свариваются друг с другом, образуя набор из определённого числа регистров. С точки зрения конструкции, указанный подвид повторяет устройство паровозного котла. По этой причине сама конструкция получается максимально надёжной, прочной и крепкой. Она способна без негативных последствий выдерживать затянувшийся перегрев и высокое давление пара.

Пакетные

Эти разновидности теплообменников производятся для банных печек только специализированными предприятиями. Самодельные или кустарно изготовленные пакетные детали, как правило, не встречаются. Это высокоэффективные устройства. Однако они подвержены прогоранию стенок, даже если имеет место не самый большой перегрев.

С разным расположением ёмкостей для воды

Разделяются теплообменники и по месту расположения ёмкости для подогретой жидкости.

В парильне. Если предусмотрено такое расположение, длина водопроводов уменьшается, а это благотворно влияет на скорость подогрева воды. Но есть в таком решении и один важный для многих бань минус – так помещения малой квадратуры кажутся ещё более тесными и перегруженными.
В душевой. Неплохое решение. Многие специалисты считают такое расположение деталей оптимальным. Но есть у него и серьёзный минус – длина трубопровода непременно возрастает.

Эти варианты объединяет одна распространённая проблема – слабый и не самый высокий водяной напор. Дело в том, что высота бани в редких случаях составляет больше 2 м. Если от этого значения отнять высоту бачка для жидкости (около 50 см), то самая большая высота патрубка для забора воды снижается до 1,5 м. Это означает, что стационарный душ соорудить не получится и мыться придётся лишь с использованием гибкого шланга, не приподнимая его на слишком большую высоту. Решается эта проблема выносом резервуара для подогретой воды на чердак постройки – это третий подвид в зависимости от нахождения резервуара.

И в последнем случае могут возникать свои проблемы. Неизбежно растёт длина трубопровода, возрастают теплопотери, бак приходится дополнительно утеплять. Рискуют возникнуть недочёты с доливом воды в резервуар.

По месту расположения

Разделяются теплообменники и по месту собственного расположения в печах. Существует всего 2 варианта нахождения этих деталей:

в самих печках;
около дымохода.

Первый вариант (то есть встроенный внутренний теплообменник) позволяет прогреть воду с относительной скоростью, но в таком случае возникает риск её закипания. Если теплообменник находится возле дымохода, вода в нём не сможет закипеть, но сам процесс нагрева в данных обстоятельствах заметно затягивается.

Самостоятельное изготовление теплообменников

Подходить к изготовлению теплообменника для банной печи своими руками следует ответственно. Выбирать его размеры и материал необходимо из расчета, какую функцию он будет выполнять в дальнейшем и где он будет установлен.

Внешний

Чтобы сделать змеевик на дымоход, используют медную трубку диаметром 10 мм. Длина ее будет зависеть от размеров трубы дымохода, но обычно хватает 2 м. На концы трубки надевают развальцованные переходники, через которые змеевик будет подсоединяться к трубам.

Можно своими руками сделать теплообменник самоварного типа длиной около 30 см (или немного меньше). Для этого потребуются:

две стальные трубы. Одна диаметром чуть больше дымохода, а вторая диаметром приблизительно на 10 см больше первой;
листовая сталь, из которой вырезаются крышки с отверстиями, равными диаметру меньшей трубы.

Необходимо сварить из всего этого цилиндрическую конструкцию. Крышки следует приваривать тщательно, чтобы не было зазоров. Получится емкость теплообменника. Внизу и вверху на боковой поверхности цилиндра надо проделать отверстия и приварить патрубки для подсоединения труб, по которым будет поступать и отводиться вода.

Перед установкой теплообменник надо обязательно проверить на герметичность.

Внутренний

Самостоятельно делают встроенные теплообменники для банных печей из стали. Используют для этого либо трубки, либо плоские стальные емкости (сталь марки 430 или 304). Хотя КПД плоского устройства меньше, но изготовить его проще, и прослужит он дольше.

Встраиваемые (или встроенные) теплообменники устанавливают во время кладки. Поэтому об их наличии надо позаботиться заранее, еще на этапе планировки. Патрубки выводить можно с разных сторон. Если нет опыта в сварочных работах, то лучше приобрести печь с уже встроенным в нее теплообменником или пригласить мастера, который все выполнит профессионально. Продаются также теплообменники отдельно, причем по вполне доступной цене.

Изготовление баков

Разновидностей баков для воды существует огромное множество. Это могут быть самые дешевые варианты из пластиковых емкостей или более дорогие из железа. Конечно, если делать качественный долговечный бак, то следует выбрать металл.

Рассмотрим вариант прямоугольного бака для установки в печь. Для этого необходим лист железа 0,5 мм или толще. Потребуются также патрубки, которые в дальнейшем будут привариваться к баку.

Далее размечаются контуры накопителя и вырезаются болгаркой. Срезы нужно делать как можно ровнее, соединить нарезанные листы следует сваркой. Патрубки привариваются сбоку, расстояние между ними должно быть максимальным. Это делается для того, чтобы холодная и горячая вода не смешивались сразу же. Так можно достичь существенной разницы температур. Устанавливать бак можно непосредственно в печь или располагать снаружи.

Монтаж труб

При подключении теплообменника банной печи трубы можно брать металлические, в том числе гибкие гофрированные, можно пластиковые – материал большой роли не играет. Пластиковые монтировать проще, металлические будут надежнее. Трубы следует подводить к патрубкам, которые привариваются к баку.

Пластиковые или металлические трубы нужно брать диаметром три четверти дюйма. Такой размер часто используется для отопления, поэтому идеально подходит и для теплообменника. Следует помнить: чем больше диаметр труб, тем лучше водяной поток будет впоследствии проходить.

При монтаже трубопроводов нужно максимально сокращать их длину, стараться уменьшать количество поворотов и изгибов. Это также пагубно сказывается на циркуляции воды.

Обратите внимание! Если используются пластиковые трубы, то следует исключить возможность их перегрева в местах стыка с теплообменником. Конечно, вода внутри не допустит их чрезмерного перегрева, но стыки могут деформироваться.

Важно установить сливной кран. Он позволит сливать воду, например, на зимний период. Следует также предусмотреть вариант демонтажа элементов системы отопления для обслуживания. В трубах со временем будет накапливаться накипь, ее требуется периодически удалять.

Трубы нужно устанавливать под углом. По регламенту уклон должен быть не менее 4% от общей длины трубопровода (примерно это составляет 10°), что значительно ускоряет водный поток. Слишком большой уклон тоже делать не следует, он нужен только для циркуляции воды в системе. Такое устройство поможет в дальнейшем сливать воду.

Если бак внешний, то вода будет циркулировать за счет вертикальности труб. Также для циркуляции можно поставить насос. Он принудительно будет гонять воду по трубной системе, что удобно, когда бак находится на низкой высоте и вода не может двигаться по системе под собственным весом. Для насоса потребуются дополнительные доработки, подключение к электросети. Источник питания для него лучше вынести наружу, так как пар может вызывать короткое замыкание.

В целом же специалисты считают наилучшим такое устройство системы с теплообменником, в котором циркуляция осуществляется естественным путем.

Изготовление емкостей под теплую воду

Есть несколько вариантов емкостей – от дорогих из нержавеющей стали и до дешевых покупных пластиковых. Мы эти варианты рассматривать не станем, остановимся на наиболее удачном, с нашей точки зрения, металлическом из листового железа

Его преимущества не только в относительно небольшой стоимости (хотя и это немаловажно), а и в возможности сделать бак, идеально подходящий по линейным параметрам к каждому помещению бани. Что касается внешнего вида, то существует большой выбор устойчивых красок, поверхности можно покрасить в любой цвет или оклеить их самоклеящейся декоративной полиэтиленовой пленкой

Таблица. Расчет объема бака

Этап	Описание	Схема
Найдите объем вашего бака	Перемножьте длину (l), ширину (w) и высоту (h)
Вычислите заполненный объем (d)	Для прямоугольных баков заполненный объем — это те же длина и ширина, но меньшая высота. Новая высота — это высота заполнения бака.	Заполненность бака D

Шаг 1. Заготовьте материалы.
Понадобится листовое железо толщиной не менее 0,5 мм. Предлагаем делать бак прямоугольной формы, длина 80 сантиметров, высота 40 сантиметров, ширина 20 сантиметров. В бак помещается 64 литра воды, но заливать нужно не более 60 литров. В бак нужно вварить три металлических патрубка с резьбой, они реализуются в магазинах. Диаметр условных проходов патрубков лучше брать не менее 3/4 дюйма. Это наиболее часто используемый диаметр трубопроводов, обеспечивает нормальную естественную циркуляцию воды. Для полного монтажа теплообменника нужно будет иметь дополнительную водопроводную арматуру и фитинги, об этом мы поговорим ниже вовремя рассмотрения вопросов по монтажу.
Шаг 2. Сделайте на металлическом листе разметку бака.
Понадобятся две пластины 80×60 см, две 40×20 см и одна 80×20 см. Мы специально сделали бак прямоугольным. Дело в том, что расстояние между входным и выходным патрубками следует максимально увеличить. Это позволит теплой воде не смешиваться сразу с холодной, будет достигаться существенная разница их температур, что оказывает решающее влияние на скорость водного потока в трубопроводах. А от этого критерия во многом зависит не только эффективность, но и безопасность использования теплообменника.
Шаг 3. Отрежьте заготовки по размерам.
Нужно пользоваться болгаркой, во время работы с этим инструментов строго соблюдайте правила техники безопасности – он очень травмоопасный. Старайтесь, чтобы срез был максимально ровным. Проверьте качество разрезания каждой грани на ровной поверхности, устраните большие изъяны.
Шаг 4. Соберите все детали бака попарно, сделайте их абсолютно одинаковыми.
Особое внимание обращайте на углы, они должны быть только прямоугольными.
Шаг 5. Положите лицевую часть бака на ровную поверхность, в нескольких местах недлинным швом приварите боковину бака.
Такую же операцию сделайте с другой стороной

Читать также: Как установить водостоки, если крыша уже покрыта — пошаговая инструкция по монтажу водосточной системы

Проверьте их положение, во время остывания шва их обязательно поведет.
Шаг 6. На приваренные боковины положите вторую большую деталь, проверьте ее положение, при необходимости откорректируйте боковины.
Прихватите элементы. Следите, чтобы зазор между отдельными деталями не превышал 2÷3 миллиметров, в противном случае во время сварки придется подкладывать в них проволоку, а это нежелательно.
Шаг 7. Поставьте конструкции верх ногами и прихватите дно.
Проверьте и поправьте его положение.
Шаг 8. Если все нормально – сваривайте все элементы.
Следите за качеством шва, категорически исключаются пропуски. Можно немного «халтурить» на толщине сварочного шва, емкость не несет значительных нагрузок, но пропуски запрещаются.
Шаг 9. Вварите в дно металлические патрубки.
Мы уже говорили, что входной и выходной следует по максиму удалять друг от друга. Патрубок отбора воды для душа лучше размещать не посредине, а ближе к сливному, забор воды будет ускорять циркуляцию в баке.
Шаг 10. Прожгите отверстия для патрубков.
Для патрубков нужно вначале прожечь отверстия в дне бака, сделать это удобнее электрической сваркой.
Шаг 11. Придумайте способ крепления бака к стене.
Можно приварить к задней стенке специальные кронштейны или устанавливать его на подставке. Если есть желание и материал – изготовьте съемную крышку.
Шаг 12. Круглошлифовальной машинкой зачистите все швы, налейте воду и проверьте их герметичность.
При необходимости заделайте отверстия.
Шаг 13. Подготовьте лицевые поверхности емкости под чистовую отделку.

Нюансы проведения работ

Если вами изготавливается печь-камин с теплообменником, то подготовленные раскроенные заготовки, которые вырезаются из металлического листа, должны быть зафиксированы сваркой. После того как все расчеты были сделаны, а вы полностью убеждены, что в них нет ошибок, можно собрать всю систему окончательно. После окончательной сборки систему следует проверить на прочность. При этом можно использовать следующую технологию. Нижнюю трубу необходимо заварить, а после залить ее водой до самого верха. Выходное отверстие нужно соединить с емкостью. Далее нагнетается сжатый воздух, а манометр позволяет анализировать давление. При качественно выполненных швах течи не будет. Если были выявлены места, через которые просачивается вода, то жидкость нужно слить, чтобы заварить повторно погрешности. Важно учесть при проведении подобных работ, что суммарная длина труб должна быть минимальной.

Змеевик для печей

Один из самых простых в изготовлении теплообменников – змеевик. Все что нужно – найти трубу из достаточно пластичного металла. Чаще всего используется медь или алюминий, так как оба металла стойки к коррозии и легко гнутся. Затем труба изгибается, причем форма в принципе может быть любая.

Для того чтобы вода активно двигалась самотеком (без насоса) общая протяженность змеевика не должна превышать 3 метров (это с учетом соединения до выносного бака). Создавая свой теплообменник, «примеривайте» его к печи: он не должен соприкасаться с открытым пламенем, а нагреваться должен раскаленным воздухом. На концах нарезается наружная резьба, к которой затем подсоединяются через фитинги выносной бак.

Змеевик может располагаться не только внутри топки, но и снаружи. Обматывать печку вряд ли стоит, а вот металлический дымоход греть воду будет достаточно эффективно. Ведь если печь без камеры дожига, то температура на выходе топки может быть до 500оС. Пример такого теплообменника на трубе смотрите на фото.

В самом простом варианте теплообменник может иметь вид подковы. Тогда использовать можно и нержавейку – так ее можно согнуть. Например, на видео ясно видна подобная форма, которую использовали в печи для бани «Витра» (видео о том как перенести теплообменник в печи Vitra с левой боковой панели на правую ищите в конце статьи).

Простейший вид теплообменника для банной сети — изогнутая трубка с резьбой на концах

Один из видов змеевика – регистр. Это, как правило, сварная конструкция из труб, которая часто чем-то напоминает отопительные. Регистр для банной печи чаще всего варят из нержавейки, так как только она может длительное время переносить жесткие условия эксплуатации. Сварные конструкции имеют большой размер и вес, и потому их чаще устанавливают кирпичных печах. В железной печи не всегда можно найти место для размещения небольшой трубки-теплообменника, не то что громоздкой сварной конструкции. А при проектировании кирпичных банных печей можно выделить место и под регистр.

Теплообменник-регистр. Такой в готовую металлическую печь не поставишь. Это вариант или для самодельной железной печи или для кирпичное (скорее так судя по размерам)

Иногда теплообменник выполнен в виде небольшой емкости с водой (объем до 3-х литров), который также располагается внутри топки без непосредственного контакта с огнем. Принцип его работы ничем не отличается от других. Чтобы служил такой бачок-теплообменник дольше, при изготовлении своими руками, постарайтесь сделать конструкцию так, чтобы было как можно меньше сварных швов. Например, возьмите лист нержавейки (толщины 1-2 мм достаточно) и на листогибе придайте требуемую геометрию. На корпусе шов будет всего один, плюс приварены будут боковые панели и входные патрубки.

Теплообменник для банной печи фирмы «Ермак» — уникальная конструкция

Изготавливая любой из теплообменников, расположенных внутри топки, нужно помнить, что отбирать без ущерба для обогрева помещения они могут не более 10% мощности печи. Так что чересчур большие регистры делать нерационально. Их и разместить сложно и они отрицательно скажутся на температуре воздуха в парной. Лучше рассчитать систему так, чтобы можно было за все время посещения бани подогреть воду несколько раз: вам ведь не нужны сразу 150 литров кипятка? Сначала надо немного горячей воды чтобы запарить веники, потом чуть больше, чтобы помыться перед парилкой, и затем еще некоторое количество, чтобы ополоснуться. В результате, нужны, может и 150 литров горячей воды, но порциями. Так зачем делать систему на 150 литров и ждать несколько часов, пока она будет приемлемой температуры, если можно сделать бак на 50-70 литров и несколько раз нагреть в нем воду, которая будет расходоваться по мере необходимости…

Видео – Изготовление бака из нержавейки

С баком для воды все, можно его крепить в любом помещении бани. Теперь подробнее поговорим о теплообменниках.

Установка и подключение

Перед подключением систему обязательно нужно проверить холодной водой. Для этого система заполняется водой и проводится осмотр каждого участка трубопровода. Любая дырочка со временем превратится в серьезную течь, поэтому лучше устранить все проблемы на этапе монтажа. Если финансовые возможности позволяют, желательно установить циркуляционный насос с простейшей автоматикой для включения и выключения циркуляции.

Как видно, ничего сложного в создании теплообменника в баню своими руками – нет Главное, правильно выбрать какой теплообменник необходим для каждого конкретного случая, исходя из габаритов помещения и финансового бюджета стройки

Обогрев газом

Реализация такой системы отопления имеет несколько вариантов.

Во-первых, как я писал выше, есть возможность установки «классической» каменки, в которой вместо дров будет использоваться газовая горелка.
Во-вторых, можно использовать стандартный газовый котёл (такой же, как и в жилых домах). Но в таком случае Вам придётся позаботиться об оборудовании систем обогрева (установка радиаторов отопления, укладка труб, подведение к бане газонесущей трубы или системы подключения к баллону).
В-третьих, существует возможность устройства отопления от дома. По сути это такой же вариант, как и предыдущий, но со своими особенностями и недостатками. От котла, используемого для отопления дома, прокладывается отдельная теплотрасса к бане. Такой вариант очень удобен в случае, если Ваша парная примыкает к дому или находится очень близко от него.

Газовое отопление бани

Если же расстояние до бани относительно велико, то для того чтобы использовать эту систему и зимой необходимо заглубить теплотрассу ниже уровня промерзания грунта и хорошо утеплить её. Это предотвратит возможность её размораживания и поможет сократить теплопотери.

Правда, несомненным плюсом такого варианта считается полное устранение проблемы поддержки постоянной плюсовой температуры в помещении бани. Кроме того, все необходимые работы (при наличии определённой сноровки) Вы сможете сделать своими руками.

Одним из удобнейших и эффективных способов обогрева, по праву, считается обустройство водяного отопления. В подобной ситуации также существует несколько вариантов изготовления системы, которая в любом случае будет запитываться от печи с водяным контуром.

К счастью, сегодня в специализированных магазинах можно без труда подобрать уже готовые к установке печи, укомплектованные теплообменником. Это значительно облегчает задачу любому строителю собственной бани. А теперь непосредственно о вариантах.

Водяные тёплые полы

Внешнее отопление. Делается весьма просто и, по сути, обустраивается таким же образом, как и домовое. К печи подключаются трубы, располагающиеся вдоль стен. К трубам в зависимости от площади вашей бани присоединяется определённое количество радиаторов отопления. Горячая вода, проходя через них нагревает конструкцию и, остывая возвращается обратно в котёл.
Водяной тёплый пол. Принцип его работы такой же, как и в первом варианте. Разница заключается лишь в том, что трубы прячутся в пол, который был предварительно утеплён (об утеплении полов в бане я писал более подробно в других статьях). Такая конструкция считается неразборной (хотя, конечно, было бы желание разломать всё можно), а потому требует весьма тщательного подхода к процедуре его изготовления. В данном случае, я бы рекомендовал обращаться за помощью к специалистам .

Основные критерии выбора теплообменника

Выбирая твердотопливную систему на дровах для подогрева воды, следует определиться с типом теплообменника. оптимально подходящим в конкретно взятом случае. Одним из конструктивно простых является змеевик, который выполнен из трубы согнутой кольцом и размещённой в баке.

Однако в качественной банной печи чаще всего используют более сложную систему, которая состоит из двух ёмкостей соединённых между собой трубами. Горящее топливо нагревает нижнюю ёмкость и тепло поступает в верхний цилиндрический бак. Такая конструкция печи не только нагревает воду, но и отапливает помещения парилки и предбанника .

Особенности работы печи с теплообменником

Большинство разновидностей печей с теплообменником, заполняются водой или антифризом. Принцип функционирования таких устройств основан на естественной циркуляции жидкости за счёт разницы температур. Однако существуют системы, которые для циркуляции воды обустраиваются электрическим насосом. При этом эффективность работы любых печей будет зависеть от определённых нюансов.

По советам профессионалов в бане лучше использовать открытую систему подогрева воды, в которой не нагнетается высокое давление.
Наиболее эффективными в плане эксплуатации считаются системы подогрева, при обустройстве которых протяжённость проложенных труб не превышает 3-х метров. Такого расстояния вполне достаточно чтобы разместить бак в предбаннике.
Также очень много зависит от диаметра труб, который должен быть минимум 1 дюйм. В противном случае циркуляция жидкости в системе будет сильно затруднена и без использования дополнительного электронасоса печь для бани с теплообменником не будет справляться со своими прямыми обязанностями.

Расчет площади

При расчете площади теплообменника строгих рамок не существует. Исходить следует из полезной площади банного помещения или того места, которое он будет отапливать. При установке в парилке и использовании только для получения горячей воды можно установить и маломощную конструкцию.

Если теплообменник будет выноситься наружу и необходимо, чтобы он еще и обогревал помещение, то он должен обеспечивать 5 кВт на 1 квадрат полезной площади помещения. Если он рассчитан не на отопление, а на расход воды, то объем может варьироваться. Средний расход воды может быть до 50 кубических метров на человека. Однако с увеличением объема увеличивается и время нагрева.

При установке бака в печь необходимо помнить, что он не должен остужать камни. Поэтому он должен быть такого размера, чтобы не забирать все тепло от камней, а греться вместе с ними.

Как безопасно эксплуатировать банную печь с теплообменником

Наверное, безопасность для каждого человека находится на первом месте, поэтому нужно правильно уметь эксплуатировать систему:

Трубы, соединяющие части системы с баком нельзя неподвижно прикреплять к поверхности стены, так как они изменяют линейные параметры в процессе нагрева.
Характеристики мощности теплообменника не должны быть больше 10% мощности печи.
Выбор объёма бака для воды должен, проводится в соответствии с тем, что время прогрева последнего должно происходить на протяжении 2-х часов после розжига топлива в топке. В противном случае вода превратиться в пар.
Нельзя заполнять систему водой, когда она разогрета до высоких температур.
Для уплотнения резьбовых соединений системы нужно использовать прокладки способные выдержать высокую температуру.

На строительном рынке существует огромный ассортимент отопительных систем для бани с теплообменником и без него. Однако и самостоятельно можно соорудить теплообменник для банной печи при наличии необходимых инструментов и навыков проведения сварочных работ.

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.

Выбирая теплообменник, также следует обращать внимание на его размеры. Он не должен остужать камни, поэтому его размерные параметры должны быть такими, чтобы всё тепло от камней не отнималось. Обменник должен греться вместе с ними.

На что стоит обратить внимание?

Владельцы частных бань иногда сталкиваются с проблемой, которая выражена в том, что вода не может передвигаться самотеком. Этот процесс может быть только частично затруднен. При этом контур обязательно следует дополнить насосом циркуляционного типа. Важно помнить перед проведением таких работ, что система хоть и станет отличаться эффективностью, но будет энергозависимой.

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.

[spoiler title=»Источники»]

https://SdelatBanyu.ru/pechi-i-dymokhody/teploobmennik.html
https://2proraba.com/banya/teploobmennik-dlya-bannoj-pechi.html
http://v-banyu.ru/pech-dlya-bani-s-teploobmennikom-dlya-otopleniya.html
https://o-vannoy.ru/banya/teploobmenniki/
https://par-torg.com/teploobmennik-v-bannuu-pec-dla-vody-pec-dla-bani-dla-otoplenia-ustanovka-baka-dla-goracej-vody-shema-podklucenia-pecki-princip-raboty/
http://v-banyu.ru/teploobmennik-dlya-bannoj-pechi-svoimi-rukami.html

[/spoiler]