Как подключить бак к теплообменнику банной печи

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.

Монтаж трубопроводов

Мы уже упоминали, что для трубопроводов лучше использовать трубы диаметром 3/4″, такой диаметр наиболее часто используется во всех отопительных системах и подходит по всем показателям для теплообменника бани.

Труба диаметром 3/4″

Трубы могут быть металлическими или пластиковыми. Можно пользоваться и гибкими гофрированными шлангами, но нужно иметь в виду, что у них значительно меньше диаметр условного прохода, а это негативно сказывается на скорости водяного потока.

Дадим несколько советов по монтажу трубопроводов.

1. Старайтесь максимально сокращать длину трубопроводов, не делайте много поворотов и изгибов трубы. Ваша задача – создать наиболее благоприятные условия для циркуляции воды.

2. При использовании пластиковых труб не допускайте их перегрева в местах соединения с теплообменниками. Наличие внутри воды не допустит их полного прорыва из-за потери прочности, вызванного нагревом, но деформации возможны.

3. Не забывайте в самом низком месте поставить сливной кран. Если баня длительное время не используется, то в зимний период нужно спускать всю воду из системы.

4. Во время соединения трубопроводов предусматривайте возможность их демонтажа для выполнения ремонтных или регламентных технических работ.
5. Старайтесь, чтобы длина горизонтальных участков трубопровода была минимальной. Все такие участки монтируйте под углом не менее 10°. Такие мероприятия положительно сказываются на скорости потока воды.

Воздушный теплообменник

Подобная конструкция, которая устанавливается на дымоход теплогенерирующего устройства, как правило, состоит из металлического корпуса, в котором смонтировано несколько входных и выходных патрубков. Принцип действия данного вида теплообменника довольно прост.

Снизу, по принципу конвекции, холодный воздух, поступая в патрубки, после нагрева выходит из верхней части теплообменника непосредственно в отапливаемое помещение. Такой принцип действия дает возможность значительно увеличить эффективность теплогенерирующего устройства и в 2-3 раза уменьшить расход топлива.

Самостоятельно изготовить теплообменник на дымоход довольно просто, имея сварочный аппарат, болгарку, металлических труб различного диаметра, желания и умения обращаться с инструментом.

Материал:

• лист металла 350х350х1 мм;
• труба с диаметром в дюйм с четвертью и длиной 2,4 м;
• отрезок трубы с диаметром 50 мм;
• металлическая емкость или 20 л ведро от машинного масла.

Изготовление:

1. создать торцевые детали, для чего нужно из листа металла вырезать окружности. Необходимо чтобы диаметр заглушек соответствовал диаметру емкости приготовленной заранее;
2. посередине заглушки вырезается отверстие под 60 миллиметровую центральную трубу;
3. разметить и вырезать по краям окружности отверстия под трубу в дюйм с четвертью;
4. таких окружностей должно быть две;
5. трубу диаметром1¼ болгаркой разрезать на 8 равных патрубков длиной примерно по 30 см;
6. к центральному отверстию заглушек приварить 300 мм отрезок трубы диаметром 60 мм;
7. по окружности приварить 8 отрезков 1¼трубы;

Должна выйти подобная конструкция

Далее понадобится сделать из приготовленной емкости корпус теплообменника. Для этого потребуется:

1. дно емкости срезать при помощи отрезной машинки;
2. по центру с боков корпуса сделать отверстие по диаметру дымоходной трубы;
3. к боковым отверстиям корпуса необходимо приварить патрубки соответствующего диаметра;
4. подготовленный сердечник вставить в корпус и сваркой скрепить его с кожухом. Готовую конструкцию необходимо окрасить термостойкой краской.

Теперь нужно установить теплообменник на трубу дымохода и наслаждаться теплом.

Также вы можете посмотреть на видео весь процесс изготовления теплообменника своими руками.

Выбор оборудования для теплоснабжения бани

Конструкция банной печи

Современная печь для бани и отопления может быть нескольких видов. Но независимо от этого конструкция должна выполнять свои основные функции – нагрев парилки и теплоносителя в системе теплоснабжения.

Есть несколько возможностей на практике реализовать эту систему. Если в бане уже стоит кирпичная печь – можно выполнить ее модификацию. Для этого понадобится следующее:

• Адаптированный к топке теплообменник. Чаще всего это самодельная конструкция, изготавливаемая по заказу согласно расчетным размерам. Для этого применяют жаропрочную сталь толщиной не менее 2 мм;
• Газовая горелка. Ее размеры должны быть адаптированы к габаритам камеры сгорания печи для бани и отопления. В противном случае придется перестраивать конструкцию топки.

Лучше всего выбирать модели с модуляцией пламени, так как они могут плавно изменять мощность работы, тем самым регулируя степень нагрева каменки и теплоносителя.

Для полноценного отопления мансарды бани или второго этажа здания рекомендуется приобрести заводской газовый котел с теплообменным устройством. Такие модели характеризуются надежной работой, высоким показателем КПД и безопасностью.

Перед установкой газового отопления в бане предварительно рассчитывается мощность котла. Производители обычно указывают максимальный и минимальный объем парилки для каждой модели. Однако помимо этого нужно сделать водяное отопление в предбаннике и других помещениях. Поэтому к номинальной мощности следует дополнительно учитывать площадь всей бани. Учитывая хорошую теплоизоляцию можно воспользоваться формулой:

Где W – дополнительная мощность, Вт, Qб – общий объем бани, м³, Qп – объем парилки, м³.

Для примера рассчитаем дополнительную мощность комбинированной печи для отопления и парилки. Общий объем здания составляет 162 м³. Этот же показатель парилки равен 24 м³. Тогда требуемая дополнительная мощность будет следующей:

W=(162-24)*41=5658 Вт или 6 кВт.

Кроме этого при установке газового отопления бани нужно учитывать стоимость оборудования. Все зависит от выбранной схемы, мощности и бюджета.

Для зимнего отопления бани рекомендуется установка полноценной системы теплоснабжения. В особенности это актуально для регионов с низкой температурой в зимний период. Но кроме этого учитывают специфику монтажа отопительной системы.

Длина дымохода должна быть не менее 4 м. Только такой минимальный показатель может обеспечить нужный уровень тяги.

Как сделать теплообменник самостоятельно

При желании теплообменник можно выполнить самостоятельно, важно технично выполнят все требования и делать конструкцию с большим запасом прочности

Материалы и инструменты

Потребуются материалы для работы с металлом:

• Тиски
• Инструмент для развальцовки
• Ножницы по металлу
• Пассатижи
• Сварочный аппарат
• Гаечный ключ

Кроме того нужны материалы:

• Трубы для змеевика
• Металлические листы для бака
• Трубы для подвода и отвода воды к баку

Встроенный теплообменник из стальных труб

Расчет размеров и мощности

Здесь самый интересный момент. Дело в том, что правильно рассчитать теплообменник невозможно. Слишком много условий, большая часть которых должна определятся в лабораториях опытным путем. Причин достаточно много:

• Нет возможности регулировать подачу воздуха
• Неоднородное качество топливо. Даже если вы всегда топите баню одни и тем же видом древесины, качество топлива всегда будет неодинаковым, а значит неодинаковым будет и выделение тепла.
• Неоднородность теплоотдачи. К концу процесса топки теплоотдача дров резко уменьшается, поэтому невозможно точно рассчитать тепловую нагрузку теплообменника

Обзор печей с теплообменником

Огромный выбор металлических конструкций, их качество и цена, а так же эстетичность внешнего облика и компактные размеры ведут к вытеснению традиционных банных модификаций, выполненных из кирпича. Их место занимают новые металлические модели. Проведём сравнительный анализ некоторых образцов.

Печь «Везувий» Скиф

Определив объём парной, вычислив мощность печи и объём бака, покупатель выбирает нужную ему систему. Хорошим вариантом будет печь «Везувий» модель Скиф 16 ВЧТ. Её мощность позволяет удерживать достаточно высокую температуру в парильном помещении, объёмом до 18 м³, а находящийся в одном из боковых карманов, корпус теплообменника рассчитан на быстрый нагрев навесного бака, находящегося в другом помещении. Положение теплообменника конкретно с нужной левой или правой стороны выбирает покупатель. Это зависит от места установки и удобства монтажа. Важными преимуществами модели считается достижение эффекта кирпичной печи за счёт расположения камней в кожухе, окружающем всю печь. У большинства моделей отсек каменки расположен в верхней части корпуса.

Качественная сталь, толщиной 8 мм использована для изготовления топки, она сохраняет свои пропорции при высоких значениях температур.

Печь «Торнадо»

Печь «Торнадо» модель 20 М ², чугунная дверца LK обеспечивает значительную мощность, она рассчитана на обогрев парилки, объёмом до 20 м³. Данная модель имеет большую массу, она оснащена встроенным теплообменником, а ёмкий боковой кожух определяет возможность закладки солидного объёма камней до 240 кг. Дополнительный плюс — мощная чугунная топка и кожух, предохраняющий воздух от перегрева, но максимально разогревающий камни в боковой каменке.

Вес печи -125 кг, что является солидным показателем. Перед её установкой нужно правильно рассчитать прочность фундамента.

Обе рассмотренные модели отечественного производства. Конкуренцию нашим печам обеспечивают финские марки. Модели банных печей, использующих теплообменники, применяются как для русской бани, так и для саун, финских бань.

Положительные свойства печей с теплообменником позволяют исключить применение дополнительных бойлеров или использование других методов нагрева воды. Новые технологии, на которых основано их производство, продлевают сроки эксплуатации подобных печей. Главным условием является правильная эксплуатация и качественная установка системы

Важно соблюдение мер безопасности во время эксплуатации оборудования

3 Принцип работы

Обязательным условием правильного функционирования банных печек с теплообменником является заполнение жидкостью трубопровода, что предотвратит выход из строя всей системы отопления. Если тепло от печки в бане планируется использовать для отопления смежных помещений, то в качестве теплоносителей могут применяться вода и антифриз.

Нагретая в водяной рубашке жидкость будет самостоятельно или при помощи циркуляционных насосов подаваться в наружный бак. В него может быть врезан небольшой кран для отбора нагретой воды или установлен циркуляционный насос для подачи теплоносителя в контур с радиаторами отопления. Горячая вода, отдав свое тепло радиаторам, возвращается в теплообменник котла, где вновь нагревается, после чего обратно подаётся в трубы для отопления помещения.

Существуют различные схемы исполнения печки в баню с теплообменником, которые будут отличаться своей конструкцией в зависимости от предназначения отопителя. Проще всего самостоятельно выполнить каменку с дополнительным баком воды и змеевиком, что позволит существенно упростить прием гигиенических процедур после посещения парилки. Если планируется выполнять печку для отопления смежных помещений, тогда необходимо правильно рассчитать общую протяженность трубопровода и количество используемых радиаторов.

Для обеспечения максимально возможной эффективности изготовленного самостоятельно оборудования в бане рекомендуется устанавливать печь с теплообменником, которая имеет открытую систему нагрева воды. Теплоноситель в трубах будет двигаться самотеком без давления, что избавляет от необходимости приобретать дорогостоящие циркуляционные насосы.

Наибольшей эффективностью будет отличаться система нагрева, в которой протяжённость труб не превышает 3 метров. При такой длине трубопровода бак с горячей водой может устанавливаться непосредственно за стеной парилки. В зависимости от расположения емкости вода может подаваться в нее самотеком или же под давлением за счет специальных помп.

В открытых системах, где не используются циркуляционные насосы, внутренний диаметр труб теплообменника должен быть больше 1 дюйма. Это позволит нагретой жидкости с легкостью справляться с сопротивлением, двигаться самотеком, быстро прогоняясь по системе, а в баке всегда будет необходимый объем горячей воды.

Змеевик для печей

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

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

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

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

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

Разновидности резервуаров

Устанавливаются баки для воды разной конфигурации. Способ нагрева воды также может отличаться. Выбирая емкость, следует учитывать все нюансы.

Предназначение бака для горячей воды в бане

Вместимость

Объем устанавливаемого бака зависит от количества человек, которые одновременно могут находиться в бане и использовать горячую воду. В среднем на каждого следует предусмотреть 10…20 литров кипятка (с небольшим запасом). Сегодня выпускаются резервуары объемом 50…100 л. Как правило, бак вместимостью, превышающей 100 л, устанавливать нецелесообразно.

Форма емкости может быть любой

Материал

При выборе емкости нужно учитывать, что она должна быть способной выдерживать воздействие высоких температур (до 250 градусов) в течение длительного времени.

Металлический бак для воды в бане

Не стоит пытаться сэкономить и устанавливать баки из черных металлов. Такой подход не может быть оправдан не с точки зрения эстетики, а в основном из практических соображений. От постоянного воздействия высоких температур металл со временем деформируется, на нем появятся следы коррозии. Это значительно снижает эксплуатационный ресурс емкостей и качество воды в них.

Наиболее распространенный вариант бака – конструкция из нержавеющей стали. Востребованность таких резервуаров объясняется их привлекательным внешним видом, прочностью, стойкостью к различным видам внешних воздействий, высокой скоростью прогрева, способностью долго сохранять тепло, сравнительно малым весом, гигиеничностью, высокой долговечностью и простотой ухода. Конфигурация бака может быть разной. Но стоит качественная нержавеющая сталь немало. И нужно учитывать, что сегодня предлагается много поддельной продукции, которая в скором времени заржавеет.

Не так часто, но встречаются баки, выполненные из чугуна. Появление ржавчины им не страшно. Однако нужно учитывать, что, несмотря на то, что вода в таких конструкциях не будет быстро остывать, для ее нагрева требуется больше времени. Из-за громоздкости резервуаров нужно грамотно продумать их местоположение. Сегодня не так много компаний занимаются выпуском чугунных баков, да и стоят они не очень дешево.

Покрытые эмалью емкости можно использовать, но и они не являются оптимальным вариантом. Конечно, такой материал не поддается коррозии и очень гигиеничен

Но низкая стойкость к механическим повреждениям со временем неизбежно приведет к тому, что металл с довольно тонким покрытием покроется сколами (в результате не очень осторожного обращения) и эти участки заржавеют. Устранить проблему уже не получится.

Местоположение и конструктив

Для размещения бака используются три способа: традиционный (непосредственно около топки), на дымоходе и выносной. Чем они отличаются?

Печь для бани с баком

Встроенный в печь бак

Резервуар может находиться сбоку или над топкой. Вода в нем нагревается достаточно быстро (воздействует открытый огонь). Для ее слива устанавливается шаровой кран. Конечно, такая конструкция не предполагает проведение работ по прокладке трубопровода, что экономит трудовые и материальные ресурсы. Однако пользоваться такой емкостью не слишком удобно, обычно устанавливаются бак не очень большой вместимости, да и его установка отнимает полезную площадь в парилке, которой обычно и так не очень много. Лучшее решение в малогабаритных банях – верхнее расположение бака. Так как металл будет напрямую контактировать с огнем, толщина стенок резервуара должна быть не менее 8 мм.

Бак для воды рядом с металлической топкой

Резервуар на трубе

Если высота потолка позволяет, можно установить бак на дымовую трубу. Нагрев воды осуществляется проходящими по ней горячими газами. Для упрощения процесса монтажа есть возможность приобрести емкость со встроенными коленами дымохода. Такой бак можно зафиксировать без особых усилий. При помощи прокладки трубопровода от резервуара можно провести воду в любую точку бани, для чего к нижней части емкости подсоединяется труба, обеспечивающая поступление жидкости, например, в душ. Наполнять бак, установленный таким образом, не очень просто из-за высокого расположения заливного отверстия. Лучше всего для этих целей использовать шланг, опущенный в емкость.

Резервуар на трубе

Выносная конструкция

Благодаря установке на каменку теплообменника (на дымовой трубе или непосредственно на печи) и естественной конвекции, есть возможность разместить бак в моечном отделении.

Бак для воды над кирпичной топкой

Теплообменник может быть интегрирован в печь (быть съемным или несъемным), но можно без проблем установить его и самостоятельно. Он представляет собой змеевик или емкость объемом в несколько литров с патрубками для создания контура.

Как выбирать теплообменник

Если вам необходима дровяная печь для бани с теплообменником, необходимо заранее определиться с системой, которая вам лучше всего подойдет:

1. Змеевик – наиболее простой вариант, который изготовлен из трубы в виде спирали . Его устанавливают в печь, откуда выводят наружу два патрубка – «вход» и «выход».

1. Две емкости – прямоугольная (нижняя) устанавливается в топку, а цилиндрическая (верхняя) – снаружи . Топливо прогревает первую и тепло переходит во вторую. Горячая вода под давлением идет в нужные помещения, и у вас получается полноценный котел. Такая система позволяет значительно экономить деньги.