Теплообменник для банной печи на дымоход: виды и назначение, установка

Виды устройств для дымохода

Среди воздушных разновидностей традиционной моделью для самостоятельного изготовления считается трубчатый теплообменник, хотя есть и множество других вариантов.

Рассмотрим основные виды, которые актуальны для монтажа на дымоход печей длительного горения, малогабаритных буржуек, печей на отработке. Тепло, которое они преобразуют из энергии продуктов горения, называют сухим.

Если представить схематично внутреннюю часть устройств, то она может иметь следующие вариации.

Горизонтально или вертикально расположенные трубы, приваренные к корпусу топки. Вертикальное расположение эффективнее, так как воздух лучше проходит сквозь каналы. Материал изготовления – сталь.

Обвитая вокруг топки труба. Для хорошей теплоотдачи достаточно 2-3 витков, которые лучше слегка раздвинуть, чтобы увеличить площадь обогрева.

Перегородки внутри корпуса. Своеобразный лабиринт составляют из металлических пластин, установленных вертикально. Оптимальная толщина деталей – от 6 мм до 8 мм.

Трубы, проходящие сквозь топку.

При вертикально расположенных каналах движение воздуха более интенсивное, следовательно, производительность прибора увеличена. Но в некоторых случаях уместны устройства с горизонтально расположенными трубами или с перегородками. Каждая из перечисленных моделей подходит для самостоятельного изготовления, если есть навыки сварки.

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.

1 Описание отопителей

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

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

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

Общие принципы установки системы

Есть несколько принципов, которые помогут вам сделать качественный и долговечный теплообменник:

Первое правило монтажа любого трубопровода это соблюдение углов наклона. Даже, если в системе есть циркуляционный насос, проще сделать правильные углы наклона труб, чем потом мучатся со спуском системы и заменой насоса, который слишком быстро истратил свой рабочий ресурс. Трубы, подающие воду в бак с теплой водой прокладываются под углом в 30 градусов в сторону теплообменника. Трубы, отводящие воду из бака обратно в теплообменник выполнятся с уклоном примерно 5-10 градусов в сторону теплообменника. Нужно позаботится о спуске системы. В нижней точке предусматривается спускной кран, который необходим для спуска системы на зимний период, если пользоваться баней владелец не планирует. Проверяйте места соединений пластиковых труб с теплообменником. Пластиковые трубы при соприкосновении с горячими поверхностями может и не оплавятся, но деформируются точно. Поэтому подвод и отвод воды к теплообменнику лучше выполнять из металлических труб с переходниками на пластик. При необходимости, циркуляционный насос устанавливается прямо на трубу

Важно сделать так, чтобы была возможность замены и промывки насоса без демонтажа всей системы. Поэтому делается в двух местах устанавливаются тройники, через которые подключается насос

При необходимости линия с насосом перекрывается, насос снимается и выполняются все требуемые работы. После монтажа всей системы, не забудьте проверить ее холодной водой. Это позволит выявить течи и исправить огрехи до начала работы.

Схема установки и подключения встроенного теплообменника

Механизм функционирования

Металлическая печка, размещенная в доме, гараже или бане, в обязательном порядке оснащается дымоходом для вывода угарных газов и организации тяги. Эта труба в процессе протапливания печи может достигать очень высоких температур, порядка 200-500 ℃, что небезопасно для находящихся в помещении людей.

Если установить теплообменник на дымовую трубу, то можно существенно увеличить КПД печи, а также обезопасить себя от прямого контакта с горячей поверхностью. В установленном на дымоходе баке или змеевике теплоносителем будет выступать вода, однако, можно монтировать и воздушный теплообменник на трубу дымохода. Благодаря прямому контакту дымовой трубы с теплоносителем, их температурные показатели уравновешиваются, то есть вода или воздух постепенно нагреваются, а стенки трубы остывают.

По мере повышения температуры воды внутри регистра на трубу, она поднимается вверх, где попадает через специальный штуцер в водяной бак. Посредством входного штуцера, расположенного в нижней части теплообменника, в него попадает холодная вода, замещая теплую. Такая циркуляция продолжается постоянно, при этом вода может нагреться до очень высоких значений.

Как выбрать идеальную печь для бани

Перечисленные особенности печей относятся к описанию их способности отдавать тепло и предоставлять те или иные возможности для владельца. Полный выбор модели нагревательной установки учитывает ее сугубо эксплуатационные характеристики. Печь нужно размещать, организовывать отвод продуктов сгорания, обеспечивать определенную длительность нахождения в парилке и так далее.

Тип бака

Большинство моделей печей для бани предлагаются с баком для воды, который представляет собой одно целое с корпусом. Такой несъемный блок удобен для небольшого количества людей в парилке. Воду можно долить. Однако если хочется обеспечить непрерывное нахождение большого количества пользователей в бане, рекомендуется остановить выбор на печи со съемным баком.

Тип топки

Дверка классической топки, как и отсек загрузки дров, находится непосредственно на корпусе печи. Это несколько неудобно, особенно если планируется сжигать твердое топливо. Дрова нужно приносить в парилку снаружи, чтобы они не отсырели. А значит, терять тепло и полезный пар.

Модели с выносной топкой устраняют такую проблему. Загрузка топлива происходит из соседнего помещения, комнаты отдыха. При этом можно получить дополнительное преимущество. Печь со стеклянной дверцей топки станет очень эстетичной и привлекательной деталью интерьера комнаты отдыха, радуя видом живого, яркого пламени.

Тип дымохода

Прямая вертикальная труба, уходящая от корпуса агрегата, обеспечивает максимальную тягу. Однако тепло продуктов сгорания можно использовать рационально. Решение с боковым дымоходом предлагает несколько возможностей:

при отсутствии отопления в комнате отдыха, проходящая через нее труба дымохода послужит источником тепла;
боковой дымоход можно вывести непосредственно наружу бани. Не потребуется ломать крышу для вывода трубы.

Температура корпуса

Классическая металлическая модель может нагреваться до большой температуры. С одной стороны это удобно — парилка быстро прогревается. Однако с другой стороны, невозможно контролировать предел температуры. Ситуация, когда помещение перегрелось, потребует проветривания и потери драгоценного пара и тепла. Это особенность работы так называемых горячих печей.

Корпус, нагреваемый до 40-50 градусов, гораздо предпочтительнее. Он не несет опасности ожога и не способен перегреть парилку. Холодные агрегаты оснащаются системой полых труб. Они соприкасаются со стенками топки. Потоки воздуха в них можно регулировать, управляя параметрами микроклимата. Парилка прогревается быстро, без опасности превышения температурой комфортного уровня.

Конвекция

Средства улучшения конвекции позволяет максимально быстро прогреть помещение. Самая простая схема элементов, обеспечивающих интенсивную циркуляцию воздуха, выглядит как двойной корпус. Его внешние стенки открыты сверху и снизу. Холодный воздух нагревается в канале и поднимается вверх.

Популярные конструкции Булерьян, предлагающие длительное горение одной закладки топлива, оснащаются полукруглыми трубчатыми ребрами. Механика их работы полностью аналогична системе двойного корпуса. Однако такие воздуховоды прочны и придают агрегату неповторимый внешний вид.

Форма модели

Если хочется оборудовать стационарную баню для постоянного использования, на форму печи стоит обратить пристальное внимание. Самые востребованные агрегаты выполняются в прямоугольных корпусах

Это удобно и достаточно универсально. Устройство будет отлично смотреться как у стены, так и в углу парилки. Прямоугольный корпус равномерно прогревается. Аналогично работают печи в виде вертикальных цилиндров. А вот при их горизонтальном расположении происходит неравномерный нагрев поверхности корпуса.

Растущую популярность приобретают треугольные конструкции. По мнению владельцев таких печей, они отлично вписываются в парилку, экономят место и одновременно повышают безопасность. Угол классически является мертвой зоной. Расположенную здесь треугольную (или более сложной формы) печь трудно задеть при перемещении.

Установка теплообменника к банной печи или котлу своими руками

Современные модели банных печей, котлов нередко дополняются теплообменниками ‒ устройствами для нагрева воды. Какими они бывают, нюансы и сложности монтажа разберем ниже.

Схема: 1 – теплообменник; 2 – накопительный бак; 3 – верхний отвод (min наклон 20°); 4 – нижний отвод (min наклон вниз 1-2°); 5 – сливной кран накопительного бака; 6 – сливной кран системы.

Устройство теплообменника

В основе работы ‒ физические свойства воды, которая в горячем виде расширяется, идет кверху, холодная вода остается внизу.

В баню ставят небольшие теплообменники для быстрого нагрева. К нему идет одна труба сверху, другая – снизу.

Бак с водой иногда устанавливают в парилке, но чаще в помывочной. Причем на таком уровне, чтобы его нельзя было задеть.

Горячая вода идет по верхней трубе к баку, по нижней трубе по мере расхода горячей воды заливается холодная.

Важные нюансы монтажа

Теплообменник может:

быть встроенным в печь;
крепиться к дымоходу;
фиксироваться к потолку парной.

Для постоянного наличия в моечной горячей воды нужно поддерживать процесс горения в печи и бесперебойную подачу воды в бак. Для реализации второго момента часто применяют циркуляционный насос.

Без него можно обойтись, когда диаметр труб составляет 1 дюйм.

Для снижения тепловых потерь общая протяженность труб не должна быть более 3 м.

Перед установкой стоит учесть такие рекомендации:

Качественный теплообменник не должен потреблять больше 10% от выработанной энергии печи.
Трубы укладываются таким образом, чтобы вода текла сама при прямой подаче под углом 250 градусом, при обратной подаче под углом 30 градусов.
Объем воды в баке под каждую модель теплообменника подбирается отдельно. Это зависит от выбранной мощности. Если ее будет мало, то она будет часто кипеть и на стенках начнет накапливаться накипь, что может стать причиной пожара. При завышенном объеме воды процесс нагревания займет много времени.
Запаса мощности должно хватать на случай остывания после прогорания дров в печке.

Когда бак с водой размещен прямо в парилке, подключение теплообменника проходит в таком порядке:

Входное отверстие в бак делается на 5 см выше верхнего штуцера регистра (минимум 1,5 м от пола). Это обеспечит лучшую циркуляцию воды.
Низ бака должен находиться от пола минимум на высоте 1,5 м или даже выше.
От потолка нужно отступить еще полметра.

Из-за слишком высокого расположения бака сложно проконтролировать уровень воды в нем.

Поэтому есть другие варианты подключения:

Бак размещается ниже.
Штуцер оборудуется сбоку под подводный контур.

Минус этого способа в том, что, когда уровень воды будет меньше верхнего штуцера, циркуляция не произойдет. Вода в теплообменнике будет стоять и временами кипеть, а в баке так и останется холодной.

Размещая бак в мойке, требования к монтажу остаются такими же.

Можно покупать соединительные трубы из металлопластика или брать обычные гибкие шланги. Диаметр ‒ 1 дюйм. При большем диаметре придется ставить циркуляционный насос.

Уплотнители должны быть из прочного тангита, прокладки фитингов ‒ из паронита.

Обязателен к установке сливной кран. Через него можно удалить засорения из системы, слить воду на период неиспользования бани.

Теплообменник из баллона

Чтобы использовать уже отработанные газы для дополнительного теплоносителя в теплообменнике, нужно замедлить выход дыма, создавая преграду в дымоходе. Для конструирования потребуются три опустошенных баллона из-под газа, листовой и подручный металл. Последовательность такая:

Соорудить топку из баллона – вырезать верхушку так, чтобы диаметр люка доходил до 200-250 мм.
Отметить на стенке прямоугольник размером 50 на 20 см, нанести сетку с ячейками 30 на 40 мм. Проделать отверстия на перекрестиях.

Из баллона

Соорудить зольник чуть больше области с отверстиями. У него должна быть крышка. Это сборник для золы. По углам к стенке привариваются опоры.
На расстоянии 4 см от дна баллона, у задней стенки топки сначала отмечается, затем прорезается отверстие меньше самого баллона на 3 см.
Дверку для топки лучше сделать из оголовка второго баллона, прорезав по центру нее отверстие. На отверстии крепится часть трубы от 7,6 см в диаметре, оснащенная регулируемой заслонкой. Подвижность створки поддерживается петлями, замками инвентарных ящиков.

Конструкция с каркасом в виде баллона

Сооружение теплообменника из второго баллона. Из металла 4-5 мм сделать 3 переборки, чтобы они перекрыли внутренний размер баллона. Они не могут по краям отверстия по диаметру дымоходной трубы и для запаса еще 2 см.
Отрезать дно баллона, вырезать его по форме посадки на топку под углом 90 градусов.
Вырезание отверстия под дымоход в вентильной части.
Монтаж переборки – отверстия в шахматном порядке.
Монтаж теплообменника, обваривание, приварка патрубка.

Установка теплообменника

Если вы хотите избежать трудоемкой работы по монтажу, то вам следует приобретать металлическую печь, укомплектованную теплообменником. Выполнить эту работу достаточно просто — нужно только внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации и произвести сборку в точности со схемой. В завершение вам останется лишь подключить ее к системе.

Совсем иначе дело обстоит, если вам необходимо подключить водяной контур к газоходу или топке кирпичной печи. В этом случае вам потребуется изготовить регистр, для которого вы можете использовать черную толстостенную трубу или нержавейку. После этого вам останется только встроить его, ориентируясь на заранее разработанный проект печи.

Изучая отзывы об изготовлении и установке печей своими руками, можно найти рекомендации отдельных пользователей о том, что оптимальной для теплообменника является площадь поверхности 1 м2. Однако это не может быть универсальным ориентиром из-за различий в конструкции печей. К тому же выполнить расчет этого показателя обычному пользователю непросто. Поэтому лучше изготовить самодельный змеевик, подобный тому, которым комплектуются готовые банные печи. Иными словами, вам необходимо вначале узнать технические характеристики изделия любого производителя той же мощности, что и у вас, не забыв учесть площадь поверхности теплообмена.

Если же вас заинтересовали модели дымоходных теплообменников, работающих по принципу водяного экономайзера, то у вас есть два пути — купить у производителя или изготовить самостоятельно, собрав конструкцию из двух труб разного диаметра. Но здесь вам нужно помнить о следующем: делая контур большой протяженности, вы тем самым повышаете его эффективность обмена теплом с дымоходной трубой.

Какой теплообменник выбрать для печи в баню

При выборе конструкции теплообменника, учитывают преимущества и недостатки каждого вида. На подбор подходящего устройства влияет целевое предназначение и необходимая производительность:

Печь для бани со встроенным теплообменником – используется для одновременного обогрева и горячего водоснабжения. Печи длительного горения, работающие в режиме газогенерации, не могут обеспечить необходимую теплоотдачу при установке навесного бака. Причина этого в том, что дымовые газы имеют меньшую температуру нагрева.Если планируется установить печку длительного горения, альтернативы встроенному змеевику или пластинчатой конструкции, нет. Эффективное отопление в бане возможно только от печи с встроенным теплообменником.

Печь для бани с водонагревателем самоварного типа – отличает высокая производительность горячей воды, но для отопления, бак, надеваемый на дымоход, не сильно подходит по техническим характеристикам.

Выбирая, что установить, встроенный теплообменник или самоварного типа, учитывают особенности их эксплуатации. Для одновременного отопления и обеспечения горячей воды, лучше подойдет змеевик, пластинчатый теплосъемник или водяная рубашка. Исключительно для ГВС, лучше установить водонагревательную емкость самоварного типа.

Как установить теплообменник в печь

Встроенный теплообменник – монтируют на заводе, барабанного типа – устанавливается на трубу дымохода. Баки изготавливают разного внутреннего диаметра, поэтому, монтаж не требует много усилий и проводится одновременно с выводом дымоходной трубы. Заводские емкости поставляются с вместимостью от 20 до 80 л.

Сложность заключается в подключении батарей от печи. На корпусе расположены специальные отводы для подачи и обратки теплоносителя, к которым подсоединяются трубы системы отопления.

Работы выполняют с соблюдением следующих рекомендаций:

Трубы для подключения к теплообменнику. Температура теплоносителя часто превышает 85-100°С. Пластик, при таком нагреве, может деформироваться, поэтому его не используют. Для теплообменника надо использовать трубы из стали, подойдет медь.

Подключение батарей – при естественной циркуляции длина трубы от корпуса печи, не должна превышать 10 м.

Установка циркуляционного оборудования – системы отопления с принудительной циркуляцией устанавливаются для больших отапливаемых помещений, зачастую используются в промышленных банях.

Диаметр трубы теплообменника – производители четко прописывают в технической документации размер и шаг резьбы, облегчающий подбор трубы для монтажа. Диаметр трубопровода в системе отопления, при необходимости можно увеличить, но не уменьшить.

Какие печи для бани лучше – с контуром или без

В традиционных банных печах не использовался теплообменник в обычном понимании этого слова. В каменках устанавливали встроенный бак с нижним или верхним подключением, предназначенный для нагрева воды. Позже, появился съемный теплообменник, устанавливаемый на дымоход.

За определенный период эксплуатации, потребители смогли выделить слабые и сильные стороны печки с водогрейным контуром. Узнать о них можно, внимательно изучив отзывы о теплообменниках.

В качестве недостатков выделяют:

Шум в теплообменнике – спустя несколько месяцев после установки наблюдается гул во время растопки печи. Происходит это по причине зарастания змеевика. Сужение диаметра трубы приводит к быстрому нагреванию и закипанию теплоносителя, что и становится причиной шума.

Требования, связанные с установкой – при естественной циркуляции теплоносителя, для нормальной работы печи потребуется, чтобы трубы в системе отопления были смонтированы со строгим соблюдением наклонов. Убрать воздушную пробку из труб достаточно сложно, придется при максимальном нагреве топить печку несколько часов подряд.

Требование в регулярном обслуживании. Нагрев воды через теплообменник связан с необходимостью чистить и промывать внутреннюю полость змеевика, по крайней мере один раз каждый отопительный сезон.

В зимний период, после каждого посещения и растопки печи, потребуется убрать воду из внутреннего теплообменника, что также доставляет неудобство.

Банные печи с водяным контуром получили широкое применение в промышленных целях. Бытовые модели не получили широкого распространения, за исключением водонагревателей самоварного типа, устанавливаемых на трубу.

Источник

Поговорим о правилах монтажа и эксплуатации

Расчет системы

Если вы решили смонтировать систему своими руками, вам придется произвести определенные расчеты. Абсолютно точно рассчитать габариты и объем системы будет затруднительно, да в этом и нет острой необходимости.

К примеру, для обогрева помещения средних размеров достаточно 5 кВт. Такую мощность может обеспечить теплообменник площадью 1 м². Но температура в топке постоянно колеблется, при полном нагреве 1м² обеспечивает до 9 кВт, а уже когда печь затухает, мощность начинает стремительно падать и может опуститься в 5 – 10 раз. Поэтому площадь агрегата берется со значительным запасом, что позволяет выровнять нагрев жидкости.

Конфигурация самого теплообменника может быть различной, среди специалистов здесь нет единого мнения. Одни утверждают, что трубы из нержавеющей стали являются самым оптимальным вариантом, другие отдают предпочтение пластинам или коллекторам состоящих из 2 сопряженных швеллеров.

Подключение системы к душевой кабине.

Советы мо монтажу

Если вы решили собрать систему своими руками, то следует учесть несколько обязательных требований.

Баки следует сваривать из металла толщиной минимум 2,5 мм. Требования к верхнему, большому баку предъявляются минимальные, основное это чтобы он не ржавел и не протекал.
Требования к трубной разводке и самому теплообменнику несколько выше, в прошлом самым популярным материалом для теплообменника был чугун. Действительно материал очень долговечный, не поддается коррозии и долго держит температуру. Но у чугуна есть и серьезные недостатки, он имеет большой вес, что требует обеспечения серьезных креплений. И чугун достаточно долго нагревается.
В данное время большинство специалистов предпочитают собирать систему из нержавеющей стали, цена у нее конечно выше, нежели у чугуна или обычных марок стали поддающихся коррозии, но экономия здесь дороже обойдется в дальнейшем. Для теплообменника самыми оптимальными будут нержавеющие стали марок 08Х17 (430); или 8-12Х18Н10 (304) они обладают оптимальными параметрами теплоотдачи и проходят по всем гигиеническим нормам.
Что касается соединительных труб, то естественно они также должны быть из нержавеющей стали. Приводная труба, с холодной водой, должна изначально выходя из большого бака опускаться несколько ниже уровня теплообменника, в нижней точке монтируется сливной кран и далее под углом от 2˚, до 5˚ поднимается до входа в теплообменник.
Выводная труба, по которой будет горячая вода поступать в большой бак для бани с подогревом, должна выходить из теплообменника, под углом не менее 30˚ проходить через стену и стыковаться с баком.

Простейший теплообменник самоварного типа.

Система рассчитанная исключительно на обогрев помещения.

Не забывайте, что как трубная разводка бани, так и сам теплообменник во всех местах сопряжения должны быть оборудованы специальными термостойкими прокладками, обеспечивающими достаточный демпферный зазор при тепловом расширении металла.

Виды теплообменников для дымохода банных печей их классификация

Виды устройств для дымохода

Варианты расположения бака

1 Описание отопителей

Общие принципы установки системы

Механизм функционирования