Теплообменник для бани своими руками. Теплообменник для банной печи: функции, виды, установка
Для комфортного мытья в бане устанавливается качественная отопительная система. Прочная и современная модель теплообменника позволяет обойтись без бойлера и других источников горячей воды. Вместительный теплообменник для бани поставляет в накопительную систему достаточное количество воды, чтобы мытье не превратилось в экономию. Как работает теплообменник, методы установки, какие модели наиболее практичны, расскажут специалисты.
Что такое теплообменник
Теплообменник для бани предназначен нагревать горячую воду. Работа устройства основывается на физических свойствах жидкости. Вода, нагреваясь, поднимается выше. Холодная опускается. Теплообменник имеет небольшие размеры, поэтому нагрев внутри осуществляется короткими сроками.
Качественный прибор обеспечивает постоянную подачу горячей воды с минимальными энергозатратами.
Современные модели не только обеспечивает наличие горячей воды в бане, но играет роль дополнительного обогревателя. Существует несколько конструкций моделей нагревателя. Самый недорогой вариант приобрести готовую печь с теплообменником. Место установки системы планируется еще на этапе постройки бани.
Качественный теплообменник в сравнении с бойлером имеет плюсы:
- Постоянное обеспечение горячей жидкости. В бойлере горячая вода кончается, приходится ждать не меньше 20 минут , пока нагреется новая порция.
- Теплообменник имеет небольшие размеры, устанавливается прямо на печь . Не надо искать дополнительное место под установку.
- Цена устройства простой модели ниже, чем для бойлера большого объема. А бойлеры небольшого объема для бани не подходят.
- Не надо устанавливать бак с горячей жидкостью над теплогенератором.
Выгоднее приобрести недорогой, простой по конструкции подогреватель. Оборудование способно обеспечить горячей водой до 10 человек .
Принцип работы
Во всех моделях генератора для печей имеются две присоединительные трубы. Одна из труб расположена выше, другая ниже. Холодная жидкость поступает внутрь устройства по нижнему патрубку принудительным или естественным методом. Горячая жидкость поднимается, по верхней трубе поступает в накопительную систему. От объема накопителя зависит, сколько горячей воды постоянно доступно для мытья. Бак располагается в парилке, моечном отделение. Состоять система может из двух баков или металлической спирали, бака.
Какие функции выполняет
Основная функция любой модели подогревателя – нагрев воды, затем постоянная подача в накопительный бак. Нагрев осуществляется при контакте нагревающейся металлической поверхности с трубой или топкой печи.
В зависимости от модели печи для бани и метода установки различают несколько конструкций подогревателя бани:
- Расположенные внутри тела банной печи.
- Расположенные около корпуса.
- Расположенные возле трубы дымохода, ближе к печи.
Накопительный бак располагают в моечном отделении или предбаннике . Он служит дополнительной системой отопления. Горячая,жидкость нагревает бак, система аккумулирует тепло для помещения. Сильно прогреть предбанник таким образом не получиться, но на 5-6 градусов реально. Это значительно экономит энергозатраты на отопление.
Модель самоварного типа
Аппарат самоварного типа относится к расположенным возле корпуса печи . Нагрев поверхности осуществляется при контакте горячей трубы, дымовых газов с поверхностью устройства.
Устройство самоварного типа рекомендуется использовать для небольших бань , где моечное отделение совмещено с парилкой. Жидкость не сливается в накопительную систему. Она всегда находится внутри. Объем бака от 40 л .
При выборе устройства самоварного типа учитываются технические особенности:
- Конструкция эксплуатируется только вместе с данным теплогенератором.
- Нельзя растапливать печь , если бак пустой. Металл быстро прогорит, устройство придется выбросить.
- Нельзя оставлять остывшую воду на продолжительное время.
- Не подходит для финской сауны с сухим паром . При разогреве образуется пар, который поднимает влажность парилки. Микроклимат не подходит для парения.
- Перед зимой требуется слив воды из системы. Иначе жидкость замерзнет, трубы лопнут.
Из минусов выделяется сложность слива излишков горячей воды. Поэтому модель больше подходит для небольших бань с непродолжительным временем растопки.
Теплообменник самоварного типа с функцией подключения к баку
Небольшой теплообменник самоварного типа, который монтируется на дымоход . Отличие от первой модели в возможности подключения к накопительному баку. Объем устройства небольшой, поэтому нагрев воды осуществляется быстро.
Плюсы устройства:
Легко монтируется на любые дымоходы .
Теплообменник на трубу дымохода. 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.
Воздушный радиатор на трубу дымохода имеет аналогичный принцип работы. Холодный воздух поступает внутрь теплообменника снизу, а после нагревания поднимается вверх и через трубопровод подается в отапливаемые помещения. Кроме того, пластины радиатора также отдают тепло. Воздушный теплообменник оптимален для отопления мансард на даче или предбанников бани, если такие помещения протапливаются лишь время от времени. В них нецелесообразно организовывать водяное отопление, поскольку придется постоянно заливать и сливать воду из системы.
Виды теплообменников
Пластинчатый рекуперативный теплообменник.
Все приборы разделяются на два типа:
- Регенеративные. В них теплоноситель периодически меняет свое направление.
- Рекуперативные. Здесь жидкость всегда движется в одном направлении.
В быту обычно используется второй тип.
Рекуператоры разделяются не несколько видов, расскажем о самых популярных, которые можно купить или сделать своими руками.
Пластинчатые
Этот вид представляет собой большое количество пластин, собранных в кассеты. Между ними циркулирует горячая жидкость, нагревающая конструкцию, которая в свою очередь отдает тепло окружающему воздуху.
Благодаря большой совокупной площади пластин, теплообменник долго удерживает высокую температуру, в связи с чем отдача тепла происходит более эффективно.
Используются пластинчатые теплообменники в основном в твердотопливных или газовых котлах. Установка такого оборудования в гараже будет очень эффективна, сейчас выпускаются котлы компактных размеров с экономным потреблением топлива и большой теплоотдачей.
Змеевики
Теплообменник – змеевик из медной трубки.
Самый простой вид, представляющий собой трубу, свернутую кольцами, имеющую 2 отвода. Такой теплообменник может быть внутренним и наружным.
- Внутренний змеевик устанавливается в печи таким образом, чтобы его поверхность не имела контакта с открытым огнем. Вода, циркулирующая по теплообменнику, нагревается от жара топящейся печки и, благодаря защите внешнего кожуха, долго не остывает.
Монтируется змеевик в печь из кирпича или металлическую, но большого размера и с дополнительной камерой для теплообменника.
- Внешний змеевик накручивается на трубу дымохода, и теплоноситель внутри прибора нагревается от горячих продуктов горения, проходящих по отводной трубе. Использовать такой вид можно для печи любого типа.
Змеевик применяется при наличии водяного отопления в гараже и подсоединяется к установленному баку для воды, имеющему специальные отводы: верхний принимает нагретую воду из прибора, а нижний отправляет холодную к теплообменнику. В результате постоянной циркуляции в результате теплоноситель нагревается во всей системе.
Недостаток водяного обогрева заключается в том, что в сильные морозы такую печь приходится топить постоянно, при длительном отсутствии хозяина вода может замерзнуть и разморозить всю систему. Хотя, если заменить воду на антифриз, то эта опасность исчезает.
Теплообменники самоварного типа
Теплообменник самоварного типа для печи в гараж.
Труба дымохода выполняется обычно из тонкой оцинкованной стали, из-за этого она быстро нагревается и также быстро остывает. Площадь обогрева небольшая, через трубу львиная доля тепла вылетает на улицу. Чтобы избежать этого, на дымоход устанавливают простой теплообменник самоварного типа.
Называется он так потому, что вокруг отводной трубы монтируют бак, который наполняют теплоносителем. Такой способ использовали в самоварах – труба с горящими щепками находилась внутри емкости с водой и нагревала ее до кипения.
Если сам дымоход пропустить вдоль стены гаража под углом 30 градусов и выше поднять верхнюю часть, а водяной теплообменник подключить к батарее, тогда теплоотдача, площадь обогрева и время остывания помещения намного увеличатся.
Теплообменник самоварного типа можно устанавливать на дымоход печи любого типа, как заводскую, так и выполненную своими руками.
Что нужно учесть при строительстве печи
Печи бывают разных конструкций, но не в каждую из них можно встроить теплообменник. К примеру, популярные канальные системы просто не содержат в себе места, предусмотренного для приспособления котла. Такую печь несложно создать своими руками, но она не сможет выполнять всех тех функций, которые от нее ожидаются.
Наиболее удачным вариантом станет камерная печь. Роль камеры может выполнять духовой шкаф, вокруг которого и создается теплообменник. Таким образом, конструкция печи приспособлена и для готовки, нагревания воды и отопления дома. Горячий воздух от регистра проходит через камеру, обдавая его требуемой тепловой энергией, и дальше проходит в конвектор, прогревая его по всей высоте. Конвектор расположен по всей высоте печи, дополняя водяное отопление, ведь он спокойно может прогреть всю комнату.
Строительство обязательно начинают с фундамента, и гидроизоляции. Кирпичная печь – это очень тяжелая конструкция и нуждается в надежном основании. Кладка требует точности и выверенности действий. Места, где кирпич не будет закольцован (подпечье, горнило, дверки отверстий для выгреба золы и т.д.) нужно дополнительно армировать и создавать с перевязкой.
Печь, построенная по всем правилам, станет прекрасной основой для водяного отопления, прогреет весь дом с минимальным расходом дров и прослужит долгие годы.
https://youtube.com/watch?v=5_C4IMDcOc4
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.
Типы теплообменников
Наиболее практичными считаются аппараты, теплоносителем в которых служит вода. И это неудивительно, поскольку по законам физики передача тепла посредством жидкости осуществляется намного лучше, чем воздухом. Тем не менее воздушное устройство применяется довольно часто.
Помимо вышеперечисленных агрегатов, существуют и такие, что устанавливаются на дымоходную систему. Монтаж подобных приспособлений происходит снаружи канала.
Любые агрегаты с теплообменниками, предназначенные для отопления помещений, устроены так, что их главная функция максимально направлена на нагревание воды.
Подбор материалов
Задача теплообменника заключается в том, чтобы теплоноситель передавал как можно больше тепла
Потому рекомендуется обращать внимание на теплопроводные свойства материала. Медные трубы проводят тепло в семь раз лучше, чем стальные
Исходя из этого, можно заключить, что для передачи одинакового объема тепла нужно установить 3,5 м труб из меди либо 25 м изделий из стали.
Теплообменники, выполненные из металла красного цвета, являются самыми экономичными в процессе работы. При этом медь – очень дорогой материал. Потому для изготовления подобного устройства целесообразнее использовать трубы из стали, диаметр которых должен быть не меньше 32 мм.
В случае если в качестве топлива применяется уголь, для создания аппарата рекомендуется использовать трубы из чугуна, поскольку этот материал обладает лучшими прочностными свойствами. Кроме того, он медленнее поддается разрушительному воздействию огня и высоких температур.
Экономия на отоплении с помощью теплообменника
Теплообменник — это устройство, которое позволяет передавать тепло из одной среды в другую. В контексте бани теплообменники используются для того, чтобы перенаправить тепло, выделяемое печью, на обогрев воды для использования в душе, бассейне или для отопления помещения. Использование теплообменника может привести к экономии на топливе для печи, а также повысить комфорт в бане.
Экономия на топливе
Одним из основных преимуществ использования теплообменника является экономия на топливе для печи.
- Когда тепло не используется, оно просто уходит в атмосферу через дымоход.
- Но с помощью теплообменника это тепло можно перенаправить на обогрев воды или других сред.
- Таким образом, можно значительно уменьшить количество топлива, необходимого для обогрева бани, и снизить расходы на отопление.
Повышение комфорта в бане
Еще одним преимуществом использования теплообменника является повышение комфорта в бане.
- Зачастую, когда в бане слишком жарко, люди вынуждены выбежать на улицу, чтобы охладиться.
- Но с использованием теплообменника тепло, которое выделяется печью, может быть перенаправлено на обогрев воды, которая может использоваться для душа или для наполнения бассейна.
- Это позволяет поддерживать комфортную температуру в бане, без необходимости покидать ее для охлаждения.
Различные типы теплообменников
Существует несколько типов теплообменников, которые могут использоваться в бане. Одним из наиболее распространенных является водяной теплообменник, который позволяет передавать тепло от печи к воде.
Воздушный теплообменник работает на принципе обмена теплом между воздухом и печью. Комбинированный теплообменник объединяет в себе оба типа теплообменников.
Использование теплообменника в бане может привести к значительной экономии на топливе для печи, а также повысить комфортново время посещения бани.
Однако, перед установкой теплообменника, необходимо убедиться, что он соответствует размерам печи и объему бани, чтобы обеспечить наилучшую эффективность и экономию.
Также важно учесть, что установка теплообменника требует определенных навыков и знаний, поэтому лучше доверить эту работу профессионалам.
В целом, использование теплообменника в бане — это выгодное и эффективное решение, которое позволяет сэкономить на топливе и повысить комфорт во время посещения бани.
Однако, перед установкой теплообменника необходимо убедиться в его соответствии размерам печи и объему бани, а также проконсультироваться с профессионалами, чтобы гарантировать безопасность и эффективность работы.
Особенности монтажа
Установку устройства проще всего выполнять во время возведения печи. В противном случае может возникнуть необходимость в демонтаже некоторой части кладки.
Очередность действий:
- На готовый фундамент в место для топливника выполняется установка подготовленного теплообменника для печи трубчатой конструкции.
- При дальнейшем возведении отопительного устройства оставляются небольшие просветы для выхода металлопрокатных изделий.
- После завершения сооружения печи осуществляется подключение теплообменника к общей системе отопления, которая заполняется водой.
- Производится испытание обогревательного устройства.
Что это такое
Теплообменник – прибор, осуществляющий передачу тепла от одной среды к другой. Это единственный и главный фактор, ради которого и было придумано подобное устройство. Сам по себе теплообменник не является самостоятельным прибором, он начинает работать только при установке в какой-либо аппарат.
Иными словами, любое устройство, в котором циркулирует воздух или жидкость с температурой, отличающейся от внешней среды, является теплообменником.
Например, труба горячего водяного отопления отдает тепло окружающему воздуху в помещении, она уже сама – теплообменник, но для увеличения теплоотдачи в систему врезают радиаторы отопления, где циркулирующий теплоноситель, двигаясь по спиралям батареи, максимально эффективно нагревает их. Площадь радиатора в этом случае больше площади самой трубы, значит и объем нагретого воздуха возрастает.
Система водяного отопления гаража.
Чтобы эффективность теплоотдачи была максимальной, для каждого прибора подбирается определенный вид теплообменника с оптимальным набором характеристик.
КПД зависит от конструкции самого устройства и от материала, из которого он изготовлен. Для теплообменников применяют материалы, устойчивые к коррозии и имеющие высокую теплопроводность, к ним относятся:
- Алюминий.
- Нержавеющая сталь.
- Медь и ее сплавы.
- Латунь.
- Мельхиор.
- Титан.
Сегодня мы расскажем о теплообменниках, применяющихся в печах для обогрева гаража, поэтому три последних материала нам не подходят ввиду высокой стоимости. А вот алюминий, медь и нержавейка вполне доступны, их можно найти в гараже любого владельца или приобрести в магазине по невысокой цене.
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.
Обзор печей с теплообменником
Существуют встраиваемые модели теплообменников. Ниже мы рассмотрим популярные из них.
Банная печь с бойлером
Начнем с того, насколько такое решение обосновано с экономической точки зрения. Монтаж данного устройства повышает КПД используемого оборудования. С ним отработанные газы не просто бесполезно улетают в атмосферу, но и попутно нагревает воду, которую затем можно использовать для купания или других бытовых нужд. Поэтому он многократно оправдывает факт своей установки в долгосрочной перспективе.
Везувий Скиф 16 ВЧТ
Мощная и скоростная, с право- или левосторонним расположением нагревателя воды, оборудованная сеткой. Может похвастать стальной топкой с толстыми стенками (8 мм), благодаря которым не боится даже постоянного воздействия высоких температур.
Торнадо 20М2
Производительная, тяжелая (125 кг). Оснащена чугунной дверцей, встроенным теплообменником и вместительным боковым кожухом, рассчитанным на 240 кг камней. Должна устанавливаться на усиленный фундамент. Зато и КПД впечатляющее.
Harvia 20 SL Boiler
Каменка от финского производителя, весящая 75 кг, с 40 кг камней. Современная, с рекуператором в виде бака, с выносной конструкцией и вмонтированным конденсатором, рассчитана на парилку площадью до 20 м3. Обладает устойчивыми ножками и нержавеющей рамкой, отличается плавными формами и привлекательным дизайном.
Для чего нужен теплообменник?
Нужно разделять, что для теплообменников различают два вида конструкции. Например, водяной контур считается внутренним, так как устанавливается непосредственно на котел. А вот второй тип – внешний, предназначен для установки на дымоходе.
Абсолютно все виды этих приспособлений должны заполняться жидкостью. То есть в обычном понимании – это своеобразный бак, который может быть размещен на дымоходе, к нему подведены трубы, по которым после горячая вода попадает в радиаторы или баки. Получается, что даже тепловая энергия от выходящих газов сохраняется и дает пользу. Тем самым происходит полный процесс с безотходным циклом. Съем тепла трубы дымохода, как уже говорилось, происходит при помощи подведенных труб, одна поставляет холодную воду, а другая ведет к баку или батареи уже горячую, нагретую воду.
Как установить теплообменник своими руками: инструкция
Установка теплообменника на дымоход происходит на базе уже готовой емкости, (например, модель “Ермак”), которую можно приобрести в магазине, либо изготовить самостоятельно из листовой нержавеющей стали или медной трубки.
Как выбрать металл для изготовления устройства
Для изготовления теплообменников используют следующие виды металла:
- нержавеющая сталь;
- оцинкованная жесть;
- медь.
Выбор зависит от конструкции печи, ее мощности и температурного режима.
Если рабочая температура печного оборудования не превышает 200 градусов, то для установки теплообменника подойдет любой металл.
Если печь нагревается выше 200 градусов, то использовать тонкостенные баки из оцинковки не рекомендуется, поскольку высокая температура может деформировать емкость.
Для теплообменника в виде змеевика (трубки, которая устанавливается спирально вокруг дымохода) используется медь как оптимальный металл по части пластичности, теплопроводности, прочности и устойчивости к коррозии.
При желании можно изготовить змеевик самостоятельно, согнув трубу спиралью таким образом, чтобы ее внутренний диаметр был на 1-2 мм больше трубы дымохода.
Установка теплообменника самоварного типа
Установка теплообменника — дело не совсем простое, и требует опыта в сварочных работах и знания принципов работы отопительных систем.
Монтаж выполняется на основе готового металлического бака:
- Емкость теплообменника устанавливается непосредственно на трубу дымохода, которая должна быть прочно закреплена на каменке.
- Выше по ходу трубы после теплообменника устанавливается шиберная заслонка дымохода.
- После выбора места для установки накопительного бака (это может быть парная, душевая, предбанник) на стену крепится опорная реечная конструкция.
- Бак фиксируется на опоре с помощью саморезов строго вертикально. Если бак имеет большой объем (от 120 литров), можно использовать кронштейны, которые устанавливаются на стену.
- К входному патрубку бака подключается обратный клапан (в случае открытого типа контура).
- К выходному патрубку емкости подключается кран для слива воды (он должен быть предусмотрен, если печное отопление используется сезонно).
- К теплообменнику через штуцеры подключаются отводящий и подводящий патрубки, идущие к накопительному баку.
- После подключения всех подводящих и отводящих труб теплообменник приваривается к трубе дымохода с обеих сторон.
- Патрубки, ведущие к накопительному баку, присоединяются при помощи металлических фитингов.
- После завершения сварочных работ, подключения подводящих и отводящих патрубков проводится проверка системы путем пробного запуска воды. Если сварные швы выполнены качественно, то в местах стыков течи возникнуть не должно.
