Теплообменник для банной печи: установка, подключение бака, схема

Печи с теплообменниками

Печи, оснащенные теплообменными устройствами, позволяют успешно решить все задачи по обогреву помещения, нагреванию воды, созданию пара. Отопление бани от теплообменника банной печи может включать не только основные помещения бани, но и вспомогательные, например, душевую, комнату отдыха, бассейн, бильярдную и пр.

• размеры бани и площадь отапливаемых помещений;
• габариты и массу печи;
• удельный вес нагревательного прибора;
• количество теплообменных устройств, входящих в комплект печи;
• общий объем и состав циркулирующего теплоносителя;
• диаметр и протяженность дымохода.

Банные печи с теплообменником могут подключаться при помощи теплоизолированных труб:

1. К выносному баку для нагревания воды, используемому в моечном отделении бани.
2. К радиаторам отопления, находящимся в служебных помещениях бани — комнате отдыха, бильярдной и т. д.
3. К системе горячего водоснабжения и водяного отопления, включающей не только основные и служебные помещения бани, но и жилые помещения дома.

Печи для отопления бани дровами бывают с внутренним или наружным теплообменником. Внутренний теплообменник располагается в топочной камере между корпусом и кожухом. В нем используется тепло, получаемое непосредственно в процессе сгорания топлива и нагревания печи.

Наружный теплообменник обустраивается вокруг дымоходной трубы. В нем используется тепло, отдаваемое нагретыми газами при выводе их наружу. За счет увеличенного объема наружного теплообменника повышается эффективность его функционирования. Использование тепла выходящих по дымоходу газов позволяет экономить топливо и повысить эффективность работы печи за счет снижения температуры отходящих газов.

В чугунной печи нагревание воды в теплообменнике производится отходящими дымовыми газами и тепловым излучением. Корпус теплообменника при этом располагается в верхней части топки в районе дымовой трубы.

Кирпичная печь для бани предполагает расположение теплообменника внутри кирпичной кладки в непосредственной близости от топки. Это несколько увеличивает тепловую инерционность теплообменника, а также снижает вероятность его перегрева или окисления его поверхности под воздействием открытого огня.

Процедура изготовления

Хорошая печь в бане не требует использования дополнительных нагревательных систем для подогрева воды в помещении моечной. Эта функция будет возложена на теплообменник, основным предназначением которого является подогрев поступающей жидкости с последующей её передачей в навесную ёмкость. Системы с качественным теплообменником выполняют сразу несколько функций – обеспечивают наличие горячей воды, а также подогрев не только парилки, но и помещения предбанника.

Преимущества

Для любых бань стоит использовать оборудование с теплообменником. Это объясняется множеством преимуществ:

• осуществление нагрева воды, а также воздуха сразу в нескольких помещениях;
• возможность расположения бака вдалеке от печи;
• долговечность;
• привлекательный внешний вид;
• простота монтажа и ухода;
• высокая эффективность;
• экономия места благодаря компактным размерам;
• возможность установки в финской сауне или обычной русской бане;
• повышенная мощность, обеспечивающая быстрое нагревание;
• практически полное отсутствие деформации в процессе нагревания.

Газовая система обогрева

При подключении к газовой магистрали отопление бани газом – самый быстрый и эффективный вариант системы.

Система имеет два варианта реализации:

• традиционная каменка, оснащенная газовой горелкой;
• газовый котел с установкой отопительных радиаторов и водяных труб.

Безусловным преимуществом подобного отопления является отсутствие неприятных запахов, образования сажи и копоти. При этом газовое оборудование обладает компактным корпусом, незначительным весом и при установке не требует много места. Мощность стандартного котла достигает 45 кВт, чего достаточно для нагрева помещения площадью до 280 кв. м.

Виды

Теплообменник в банной печи позволяет решать разные задачи: нагрев воды, использование ее для помывки, отопление соседнего помещения. Для нагрева воды змеевик можно вставить внутрь печи. Также жидкость может находится в баке, который будет нагреваться непосредственно от стенки печи. Еще один вариант — использовать отопительный контур.

По месту расположения емкости для теплой воды

В зависимости от того, где располагают емкость с водой, выделяют следующие виды нагревателей:

1. Емкость непосредственно в парилке — позволяет воде быстрее греться, т. к. водопровод отсутствует или очень короткий. Сокращаются и теплопотери. Недостаток вполне очевиден: полезная площадь парилки сокращается.
2. Емкость находится в смежном помещении, где оборудована душевая. Часто рекомендуют именно этот вариант. В отдельной душевой мыться удобнее и места в парилке больше. Но растет длина водопровода.
3. Проблему слабого напора позволяет решить установка бака с теплоносителем на чердаке. Этот способ так же не лишен недостатка. Нужно подвести холодную воду наверх, да и длина горячего водопровода больше. Емкость нужно тщательно утеплять, чтобы максимально снизить теплопотери.

По месту расположения теплообменника

В зависимости от места расположения самого нагревателя, выделяют:

• Нагреватель является частью самой печи. Ремонтировать такой теплообменник очень сложно. Придется демонтировать часть печи. Учитывайте, что постепенно накипь уменьшит КПД фактически до нуля (1 мм накипи уменьшает КПД на 10%).
• Теплообменник для печи в бане расположен рядом с дымоходом. В этом случае, теплоноситель будет греться медленнее. Зато, закипать не будет (газы в дымовой трубе не нагреют его настолько сильно), отпадет проблема с накипью. Доступ к такому прибору значительно проще.

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.

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.

Как работает теплообменник, установленный в банную печь

Устройство печи с теплообменником настолько хорошо зарекомендовало себя, что появились различные варианты конструкции теплосъема, с различной степенью эффективности. Самые распространенные:

1. Классический змеевик.
2. Встроенный плоский теплообменник (похожий на две полые тарелки, соединенные между собой).
3. Самоварный теплообменник, устанавливаемый на дымовую трубу.

Водяная рубашка, окружающая топочную камеру, применяется крайне редко и встречается всего в 1-2 моделях печей заводского производства.

Между тем, банные печи с теплообменником стали предметом дискуссий потребителей. Некоторые утверждают, что применение не практично, другие наоборот, указывают на удобство и комфорт во время эксплуатации.

Что дает встроенное или самоварное устройство теплосъема?

• Теплообменник в банной печи нужен для получения горячей воды для помывки. Эта задача была основной при проектировании конструкции.
• Возможность отопления в бане от печи с водяным контуром – фактически, металлическая печь становится неким подобием отопительного котла. Во время топки выделяется достаточно тепла для прогрева теплоносителя и нагрева необходимого объема воды ГВС.

Принцип работы зависит от используемого устройства. Эффективность определяется несколькими параметрами:

1. Надежность.
2. Достаточная теплоотдача.
3. Возможность работы без использования теплообменника.

По своей конструкции, можно разделить все водогрейные устройства на встроенные и надстраиваемые (самоварного типа).

Встроенный теплообменник

Печи для бани с водяным контуром под отопление и нужды ГВС, стали появляться после того, как хорошие отзывы получили обычные водяные теплогенераторы. По своему устройству, печное оборудование с интегрированным водонагревательным контуром делится на несколько классов:

• Змеевик – простейшее устройство, используемое в классических твердотопливных котлах. Внутри конструкции располагается согнутая металлическая трубка. Форма разная и зависит от особенностей внутренней конструкции печи. Змеевик располагают так, чтобы пламя не воздействовало на него напрямую, а нагрев осуществлялся посредством дымовых газов.
• Плоский теплообменник – устройство более сложное по сравнению с предыдущим. Плоский теплообменник для банной печи, выглядит как две полых тарелки, соединенных между собой. По теплоэффективности, конструкция превосходит змеевик, используется в современных моделях печного оборудования.
• Встроенный бак – в печи изготавливается отдельная емкость, устанавливаемая сверху топочной камеры. Встроенный горизонтальный теплообменник быстро нагревается и сохраняет температуру, пока печь остается горячей.
• Водяная рубашка – представляет полость, окружающую всю топочную камеру и дымовые каналы. Конструкция часто используется при производстве твердотопливных котлов, но не получила широкого применения при изготовлении банных печек.

Принцип работы интегрированного теплообменника в банной печи заключается в следующем. Спираль или пластина разогреваются от дымовых газов, температура которых достигает 450-500°С. При нагреве возникает давление, заставляющее теплоноситель циркулировать в системе обогрева. В схемах, где используется бойлер косвенного нагрева, ГВС подогревается за счет тепла отопления.

Самоварного типа

Установка теплообменника на банную печь – бюджетное решение проблемы ГВС и отопления. Водогрейное устройство изготавливается двумя способами:

• Змеевик – на дымоходную трубу устанавливается змеевик из алюминия или меди. Для систем с естественной циркуляцией, вплоть до накопительной емкости или водораспределительных кранов, размеры змеевика не должны превышать 3 м. Оптимальные размеры теплообменника с принудительной циркуляцией, 5 м.
• Устройство теплообменника самоварного типа – специалисты сходятся во мнении, что именно такая конструкция оптимально подходит для бани. Горячая вода для душа готовится постепенно, предотвращается закипание жидкости.

Движение воды в теплообменнике самоварного типа происходит по естественным физическим законам. Нагретая жидкость поднимается вверх, в емкости создается давление.

Оптимальный объем теплообменника самоварного типа выбирают так, чтобы вода достигала необходимой температуры, после 2-3 часов интенсивного горения. Конструкция оптимально подходит для обеспечения водоснабжения горячей водой.

Печь для бани с теплообменником для воды

Греть кипяток для парилки можно самыми разными способами. Существует множество схем отбора тепла через стенку топки, или можно использовать внешний нагрев воды в отдельной печи.

В этой ситуации дополнительный теплообменник для печи оказывается наиболее оптимальным вариантом. Уже даже производители банных печей сообразили, что проще монтировать небольшой дополнительный контур в топку, чем усложнять и увеличивать габариты печной конструкции корпуса за счет приставных емкостей. Поэтому примерно 60% печей для бани выпускаются с теплообменником.

Популярность теплообменного способа объясняется тремя факторами:

• Компактность конструкции с теплообменником;
• Эффективный теплосъем и быстрый нагрев воды;
• Безопасность конструкции теплообменника.

Последний фактор, наверное, имеет решающее значение. Популярные ранее огромные столитровые баки, устанавливаемые на боковой или тыльной стенки печки, наполненные кипятком, всегда были небезопасными и часто приводили к термическим травмам. Кроме того, для того чтобы нагреть такую массу воды, приходилось регулярно отвлекаться на перемешивание водяного запаса или растапливать печь задолго до начала прогрева парилки.

Теплообменник для бани стал настолько популярным, что его стали изготавливать кустарным способом, использовать теплообменные аппараты от систем отопления котельной и специализированной техники, и даже устанавливать хитроумные устройства в чугунные и кирпичные печи.

Использование теплообменника для банной печи позволило существенно улучшить санитарные условия внутри парилки, и, что немаловажно, почти неограниченный нагрев воды дает возможность оборудовать полноценное моечное отделение. Теперь появилась возможность принимать душ практически без оглядки на запасы кипятка в парилке.

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 приведённые 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.

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.

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.

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.

Собственноручное изготовление

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

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

Отсюда следует, что теплообменник для банной печи состоит из двух частей . верхнего цилиндра и нижнего прямоугольника.

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

Окончательная сборка предполагает выполнение следующих действий:

1. к нижней части теплообменника приваривается труба;
2. через отверстие трубы вода заливается во встраиваемый в печь бак;
3. труба приваривается к верхней части теплообменника.

Работа выполнена. Теплообменник для печи своими руками готов. Насколько качественно выполнены все сварочные работы, можно проверить с помощью высокого давления. Для этого нужен источник сжатого воздуха, подключенный к сооруженной системе. Если протечек не возникает, значит, все сделано правильно. Иначе придется избавляться от допущенных при работе дефектов.

Теплообменник – это устройство, которое можно подключать в работу, если оно осуществляет только нагрев воды в бане. В случае полноценного введения агрегата в отопительную систему, нужно выполнить качественное утепление помещения бани.

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.

Печь для бани с теплообменником для воды

Чтобы удовлетворить все требования современного владельца бани, было разработано уникальное устройство обогрева, предназначенное одновременно для нескольких целей — печь для бани с теплообменником.

С помощью такой банной печи можно не только нагреть воду для душа, но и обогреть ближайшие помещения. Если установить бак, вода в котором будет нагреваться с помощью теплообменника, то в бане появится и душ.

Если же в предбаннике установить отопительные радиаторы, подсоединенные к теплообменнику, то получится водяная система отопления.

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо знать, какие особенности имеют печи для бани с включенными в их конструкцию теплообменниками

Также важно правильно подобрать конструкцию печи с теплообменником и ее необходимую мощность

Существуют два вида печей с теплообменниками, используемых в банях:

• встроенная емкость, снабженная двумя патрубками. С помощью патрубков емкость соединяется с резервуаром, наполненным водой;
• внешняя емкость, размещенная на дымоходе печи. Обычно эта емкость и является резервуаром, в котором греется вода для мытья.

Если приобретается конструкция заводского изготовления, то производители указывают в инструкции, какую мощность имеет конструкция, и на эксплуатацию в каком помещении она рассчитана.

Тем, кто изготавливает печь для бани самостоятельно, следует знать, что мощность теплообменника зависит от площади его поверхности с 1 кв. метра площади выход мощности составит около 9 кВт.

Теплообменник встроенного типа

Встроенный теплообменник, представляющий собой бачок небольшого размера (не более 5 литров), установленный между кожухом печи и ее топкой. Он не должен иметь непосредственного контакта с пламенем.

В нижней и верхней части теплообменника должны быть вварены штуцеры, через которые устройство нагрева воды подключается к выносному баку.

При работе печи теплая вода из теплообменника поднимается вверх в выносной бак. Одновременно по нижней трубе в бачок теплообменника из выносного бака поступает холодная вода. Согласно законам физики, постепенно весь объем воды, находящейся в выносном баке, нагревается.

Такой вариант удобен тем, что имеется возможность установить выносной бак в соседнем помещении, но при условии, что общая длина соединительных труб будет не более 3 метров. Их диаметр должен быть не менее 3/4 дюйма.

Для лучшей циркуляции воды трубы, ведущие к выносному баку, должны иметь небольшой уклон (до 5 градусов). Для улучшения циркуляции воды в систему можно добавить электрический насос.

Важно: для уплотнения резьбовых соединений в печи для бани с теплообменником требуется материал, способный выдерживать воздействие высокой температуры.

Основным недостатком встроенного теплообменника является уменьшение количества тепла, используемого на обогрев помещения. По этой причине мощность теплообменника должна быть не более 10 процентов от общей мощности печи, установленной в бане.

Необходимо также выбирать оптимальный размер бака. Если его объем будет слишком маленький, то вода в нем будет быстро закипать, а емкость большого размера будет долго нагреваться.

Внешний теплообменник

Данный вид теплообменника гораздо экономичнее, так как вода в нем греется за счет тепла, выходящего при сжигании топлива через дымоход.

Внешний теплообменник значительно сокращает теплопотери печи, что экономит расход топлива. Конструкция теплообменника монтируется на трубе дымохода, тем самым напоминая устройство самовара.

Изготавливают внешние теплообменники любой формы, но в каждом из них вставлен металлический патрубок, проходящий сквозь крышку и днище устройства. Этот патрубок, имеющий диаметр чуть более трубы дымохода, выходящего из печи, надевается на него, выходящие из топки горячие газы проходя сквозь дымоход и как следствие сквозь патрубок теплообменника, отдают свое тепло воде, находящейся внутри теплообменника.

Достоинством такой конструкции является возможность установки теплообменника большого размера, но при этом не отбирающего мощность у печи. Вода в нем сохраняет тепло, даже когда печь уже не топится.

Среди недостатков отмечают трудность контроля оставшегося в теплообменнике количества воды. Однако с этим недостатком научились успешно бороться. Для этой цели к теплообменнику подсоединяют выносной бак, куда монтируют водомерное стекло.

Важно: местам стыковки теплообменника с дымоходом необходимо обеспечить герметичность. Для этого используют термостойкий герметик или раствор из глины, извести и песка

Цементный раствор использовать нельзя, так как он не выдерживает воздействия температуры.

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.

Теплообменник на трубе

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

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

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

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

Технические характеристики и цены теплообменников

Изготовление теплообменника своими руками

Чтобы своими руками изготовить теплообменник для печи в бане, нужно использовать листовой металл. толщина которого составляет 2,5 мм. Верхнюю ёмкость в виде цилиндра присоединяют к нижней прямоугольной ёмкости с помощью труб. В данном процессе самое основное, чтобы швы в месте стыков отдельных элементов имели минимальные зазоры. Непосредственные размеры печи, а также толщина труб должны рассчитываться в соответствии с площадью бани.

Подготовленные металлические заготовки прихватываются друг к другу с помощью сварки и только после проверки, что все детали на своих местах, производится окончательное сваривание теплообменника. По окончании сварочных работ проводится проверка качества швов для этого:

• заваривается нижняя труба теплообменника.
• в систему заливают воду.
• к выходному отверстию присоединяется ёмкость.
• для проверки в систему подают воздух под давлением.
• в случае если сварка выполнена качественно, то в местах швов течи быть не должно.

Как безопасно эксплуатировать банную печь с теплообменником

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

1. Трубы, соединяющие части системы с баком нельзя неподвижно прикреплять к поверхности стены, так как они изменяют линейные параметры в процессе нагрева.
2. Характеристики мощности теплообменника не должны быть больше 10% мощности печи.
3. 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.
4. Нельзя заполнять систему водой, когда она разогрета до высоких температур.
5. 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.

Что нужно знать об эксплуатации теплообменника

Достаточно ответственным делом является выбор печи, оснащенной таким устройством. Рассматривая различные модели, нужно быть предельно внимательным, чтобы не пропустить мельчайших нюансов. Предлагаем ознакомиться с основными правилами, определяющими безопасность эксплуатации устройств:

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

Основных требований немного, но их обязательно нужно соблюсти при установке и эксплуатации теплообменника. Это значительно увеличит долговечность устройства.

Печи, в конструкции которых имеются теплообменники, можно устанавливать в банях, где планируется поддерживаться режим как русской бани, так и финской сауны. С приобретением такого агрегата вам не потребуется установка бойлеров или других подобных устройств, осуществляющих нагрев воды в бане. Совершенство новых технологий, применяемых при производстве банных печей с теплообменниками, позволяет значительно продлить срок службы таких отопительных агрегатов. Главное – правильный монтаж и ответственная эксплуатация системы.

Как сделать теплообменник самостоятельно?

Покупать дорогие изделия из нержавейки для эксплуатации в бане нецелесообразно. Теплообменник для печи в бане  можно легко изготовить самостоятельно. Как сделать теплообменник банной печи своими руками?

Материалы и инструменты

Какие материалы имеют для теплообменника печи в бане первостепенное значение? Зависит от того, сколько воды нужно нагреть. Вот примерный список того, что понадобится:

• металлический лист, толщина 2-3 мм — S=2*(0,40*0,80+0,40*0,20)+0,80*0,20 = 2*(0,32+0,08)+0,16 = 0,96 м2
• кран Ø32 мм — 2 шт.
• обратный клапан Ø32 мм — 1 шт.
• фитинги Ø32 мм— 6 компл.
• патрубки Ø32 мм — 6 шт.
• вентиль Ø32 мм (для слива) — 1 шт.
• труба металлическая, гофрированная Ø32 мм — 3 м.
• труба Ø32 мм (холодный водопровод) — по необходимости.
• уплотнительный шнур для герметизации соединений — 1 упак.
• электроды — 1 пачка.

Какой инструмент используется? Вот список:

• сварочный инвертор;
• «болгарка»
• прочие инструменты.

Расчет размеров

Мощность нагревателя должна соответствовать мощности самой печи. Рекомендуют сделать теплообменник, руководствуясь следующим:

1. Теплообменник не должен потреблять больше 10% от мощности самой печи. В таком случае, мощности печи хватит и на обогрев помещения. Топливо будет расходоваться максимально эффективно. Время нагрева не увеличится.
2. Суммарная длина труб не должна превышать 3 метра. Нужно сделать необходимый уклон, который составляет 2500 на прямой подаче, а на обратной — больше 300 в сторону печки. Так теплоноситель будет эффективно подаваться самотеком. В противном случае, не обойтись без насоса.
3. Воды должно быть достаточно. Она должна нагреваться не более двух часов, но не закипать. Если сделать бак слишком малого объема, теплоноситель очень быстро закипит. Если котел находится непосредственно в парилке, мыться там будет очень тяжело. Тяжелый пар заполнит помещение и нормально дышать станет невозможно. При слишком большом объеме бака из металла, теплоноситель может и вовсе не нагреться.
4. Не забудьте, что когда печь прогорит, вода все же какое-то время должна оставаться горячей. Поэтому, нужно заложить необходимый запас мощности.

Учитывая все вышесказанное, попробуем подобрать оптимальный теплообменник из металла. Принимаем, что для прогрева воздуха в бане нужно 5 кВт. Тогда мощность теплообменника из металла  составит 10 кВт, а его площадь — 1 м2. На возможные теплопотери отнесем 3 кВт. Тогда монтаж 1 м2 теплообменника даст нам 7кВт энергии. Время нагрева воды — 2 часа. Тогда требуемую площадь теплообменник определим по формуле: S = 1/7*W, где

W = 0,00117*V*(tk-tн) /T= 0,00117*65*(70-10) /2= 2,3кВт, отсюда  S = 1/7*W=1/7*2,3 = 0,33 м2, где  S — требуемая площадь теплообменника, м2;

• W — требуемая мощность теплообменника, кВт (важно определить ее правильно);
• V — объем воды, которую надо нагреть, принимаем 65 л (достаточно для 4-х человек);
• tk  – требуемая температура воды, принимаем 700С (оптимальная температура горячей воды);
• tн – изначальная температура воды, принимаем 100С. Требуемая мощность печи — 5+2,3 = 7 кВт. 0,3 кВт можно не учитывать, т. к. 10% от изначальной мощности печи — допустимая потеря (0,3кВт<0,5кВт).

Инструкция по изготовлению

1. Правильно изготовим 2 бака для воды: один лучше делать в форме цилиндра (для теплообменника), второй — прямоугольный (выносной). Размеры рассчитываем индивидуально, исходить лучше из расчета выше и собственных потребностей.
   
   Варианты конструкций
2. Изготавливаем змеевик, устанавливаем в бак.

   

    

   

   

   

3. Наполняем водой и испытываем в течении 6 часов. Все швы должны быть герметичны, отпотин и утечек быть не должно. Содержание воды в баке при отрицательной температуре запрещено.
4. Привариваем 2 патрубка для прямой и обратной (нижней) подачи, чтобы организовать циркуляцию.

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.

Рекомендации по эксплуатации

Чтобы использование теплообменника в бане было действительно эффективным, необходимо помнить о нескольких простых правилах .

• Для закачивания воды рекомендуется использовать насос. Это поможет предотвратить возникновение воздушных пробок.
• Подсоединять теплообменник к подвесному баку лучше при помощи медных труб. В качестве крепления подойдет латунная арматура, а для уплотнения резьбы используются материалы, стойкие к повышенным температурам.
• Выбор объема бака для воды зависит от скорости нагревания теплоносителя. При этом нужно помнить, что жидкость должна нагреться минимум через 2 часа после подключения всей системы.
• Поскольку при повышении температуры трубы начнут расширяться, их крепление должно быть подвижным.
• Ни в коем случае нельзя использовать теплообменник, где нет воды, ведь из-за перегревания оборудование потеряет свою герметичность.
• При самостоятельном создании устройства для бани стоит отказаться от применения пластиковых труб. Это объясняется тем, что в процессе нагревания они могут выделять токсичные вещества.
• Перед эксплуатацией самодельного теплообменника необходимо заполнить нагревательный бак водой. Этого нельзя делать непосредственно после растопки банной печи, поскольку из-за перепада температур нагретый теплообменник может протечь.

Печь с теплообменником считается незаменимым оборудованием для любой бани. Благодаря такому устройству удастся быстро нагреть жидкость, а также воздух в парилке и предбаннике. Главное, чтобы сам теплообменник был выполнен из качественного материала.

[spoiler title=»Источники»]

• https://par-torg.com/kakoj-teploobmennik-lucse-dla-bannoj-peci/
• http://v-banyu.ru/teploobmennik-dlya-bannoj-pechi.html
• https://pechnoy.guru/pechi/dlya-bani/db-svoimi-rukami/teploobmennik-dlya-bannoj-pechi.html
• https://SdelatBanyu.ru/pechi-i-dymokhody/teploobmennik.html
• https://2proraba.com/banya/teploobmennik-dlya-bannoj-pechi.html

[/spoiler]