Способы нагрева воды в бане

Теплообменники

Устройства, работающие по принципу теплообмена, имеют классическую схему, согласно которой в самом жарком месте печи устанавливается нагревательный бачок небольшого объема (не более 5 литров).

Протекающий через него охлажденный носитель нагревается до высокой температуры и по системе витых труб поступает затем в резервуар с работной водой. Его емкость заметно превышает тот же показатель для внутреннего бачка (она может достигать 120 литров).

С учетом этого носитель в первой емкости нагревается постепенно и за счет разницы температур самотеком поступает в области с пониженным давлением. Протекая по первичному контуру, трубы которого имеют контакт с внешней (нагреваемой) водной средой, он отдает ей свою энергию и поступает на выход системы в уже охлажденном виде.

Далее весь теплообменный процесс повторяется, обеспечивая непрерывную циркуляцию горячего носителя и нагрев воды в пользовательском (работном) баке. Для того чтобы избежать неприятностей, связанных с образованием воздушных пробок, а также для поддержания требуемого режима нагрева в такие теплообменники нередко встраивается электронасос.

Материалы для бака

Наиболее подходящим материалом для изготовления бачка является нержавеющая сталь, которая не подвержена коррозии, быстро нагревается и долго сохраняет тепло. Помимо этого, нержавейка не деформируется при случайном перегреве, достаточно легка и имеет строгий, привлекательный вид.

С целью экономии средств некоторые пользователи отдают предпочтение традиционному металлу, который чаще всего не соответствует своему прямому назначению. Со временем такой бачок приобретает совсем неприглядный вид, покрывается слоем налета из ржавчины, скрыть которую с каждым годом становится все труднее. Немногим лучше его и эмалированные изделия, поверхность которых разрушается при малейших деформациях.

В заключение следует отметить, что до сих пор в продаже встречаются чугунные бачки, отличающиеся высокой механической прочностью, долговечностью и хорошим сохранением тепла

Но изделия из чугуна очень тяжелы, так что при их размещении следует соблюдать меры предосторожности (на печь их ставить не рекомендуется, а лучше монтировать сбоку от нее)

Виды теплообменников для банной печи

Конструктивно теплообменник может представлять собой змеевик либо бак с максимальным объемом 5 литров и двумя патрубками для подключения водяного бака/радиатора.

По способу крепления теплообменники делятся на два типа:

• внутренние. Такие изделия закрепляются на одной из боковых стенок печи либо монтируются на ее дне. Также возможет вариант установки водяной рубашки, которая буквально опоясывает топливную камеру с внутренней ее стороны либо размещена в пространстве между кожухом печи и стенками топливника;

• внешние. Теплообменники этого типа фиксируются на дымовой трубе или прикрепляются к стенке печи.

Цены на разные виды теплообменников

теплообменник

Лучшими показателями теплосбережения отличаются теплообменники внутреннего типа. Вода в них будет нагреваться, пока полностью не остынет печь до последнего ее кирпича или камня.

Самый быстрый нагрев воды обеспечивают внутренние теплообменники и наружные, устанавливаемые на печную трубу. При этом первые изделия нередко предполагают необходимость внесения конструктивных изменений/дополнений в банную печь, а вторые нельзя назвать украшением помещения парной (широкий бак не лучшим образом вписывается в интерьер).

Пример внутреннего теплообменника из стали в кирпичной печи

Если сравнивать изделия по легкости монтажа, то пальму первенства занимают теплообменники, которые навешиваются на внешние стенки печи. Такие изделия отличаются продолжительным сроком службы, не портят внешнего вида печи, однако вода в них нагревается дольше, а остывает значительно быстрее.

Теплообменники в печи

Теплообменники в печи

С помощью таких теплообменников вода будет нагреваться значительно быстрее. Теплообменники в печи могут изготавливаться из трубок в виде различных геометрических конструкций или быть обыкновенными плоскими. Эффективность плоских теплообменников ниже. Но зато они значительно долговечнее и проще в изготовлении.

Плоский теплообменник

Теплообменники нужно устанавливать одновременно с кладкой печи. С учетом параметров топки подбираются размеры теплообменников. Выводы труб могут быть как с одной стороны печи, так и с двух. Допускается вариант входа холодной воды снизу, а выхода сверху плоскости печи. Одним словом, вариантов как по материалу изготовления теплообменника, так и по типу, геометрии, линейным размерам и конструктивным особенностям великое множество. Однозначного универсального совета дать невозможно, вы должны принять самостоятельное решение с учетом особенностей банной печи и режимов пользования душевой и парилкой.

Теплообменник устанавливается одновременно с кладкой печи

Для изготовления теплообменника выбирайте прочные качественные материалы, сварочные швы нужно делать в соответствии с правилами и характеристиками материалов. Имейте в виду, что исправить поврежденный теплообменник в печи во многих случаях без ее разборки невозможно. А что такое разобрать и заново собрать печь объяснять не стоит.

Самый легкий вариант – приобрести заводскую металлическую печь для бани с встроенным теплообменником. Но такие печи имеют один недостаток – низкая эффективность теплообменника.

Печь с теплообменником

Преимущества и недостатки

Водяной тёплый пол в бане, отапливаемый от печки — сложное сооружение, имеющее свои положительные и отрицательные стороны.

Основные достоинства системы «тёплый пол»:

• выравнивает температурный уровень, нет горячих или холодных мест, тем самым повышается комфортность от банных процедур;
• стяжка, которой заливается контур, имеет способность накапливать тепло, и отдавать его на протяжении длительного времени;
• наличие печи, позволяет экономить на обогреве воды для процедуры, не привлекая дополнительных источников;
• экологически чистое отопительное устройство — нет  электромагнитного излучения, как при использовании электро отопления, что положительно сказывается на здоровье человека;
• возможность обогрева домов больших площадей;
• отсутствие благоприятной среды для образования грибка и плесени — это продлит срок службы бани.

Кроме того, банное помещение прогревается от двух источников: печного отопления и тёплого пола, что повышает скорость обмена теплых воздушных масс и уменьшает время, необходимое для того, чтобы подготовить баню. А равномерный прогрев парилки приводит к отсутствию сквозняков.

Главные минусы тёплых полов в бане от печи:

• производить монтаж своими руками достаточно сложно, так же потребуется специальное оборудование;
• производить ремонтные работы самому, также не просто;
• «пирог» водяной конструкции значительно понижает уровень потолков;
• возникает необходимость в переоборудовании печи;
• потребность в сливе теплоносителя из системы, чтобы он не замерз и не разрушил трубопровод, или постоянное протапливание печи;
• сложный процесс регулировки температурного режима;
• нельзя обустраивать протекающие полы, так как промокнет утеплитель, и функционирование системы значительно снизится;
• при обогреве бака с теплоносителем, уходит много тепловой энергии, и меньше остаётся для протапливания парного и моечного отделения.

Стоит заметить, что сделать в бане самому любые тёплые полы стоит не малых средств, однако со временем это окупится.

Бойлер в бане зимой

Бойлер в бане зимой подвергается воздействию низких температур, которые могут вывести его из строя. Перечислим основные правила обращения с бойлером (электрическим) зимой, которые помогут сохранить его работоспособность:

• Рекомендуется приобретать модели, оснащенные дополнительной опцией подогрева бака: вода внутри не замерзнет, ее не придется сливать после принятия процедур;
• Большой объем прибора предусматривает заблаговременное включение, поэтому следует просчитать, действительно ли он необходим. Бойлер в бане зимой использует меньше горячей воды, чем аналогичный в быту;
• Рекомендуется приобретать прибор с меньшей мощностью для соблюдения лимита использования электроэнергии (например, в условиях дачи);
• Система слива жидкости из водонагревателя должна быть удобной, выходящей напрямую в канализационный сток;
• Конструкцию подключения системы с бойлером нужно сделать так, чтобы предохранительный клапан не замерзал с остатками неслитой жидкости;
• Трубы водоснабжения монтировать на поверхности стены. Внутри, скрытые панелями и теплоизоляцией, патрубки будут покрываться конденсатом, что вызовет появление плесени, грибка;
• Следует помнить, что постоянный слив жидкости из водонагревателя приводит к ускоренному износу прибора. Магниевый анод защищает внутреннюю поверхность бака, ТЭН только находясь в воде. Пустая емкость с остатками жидкости на стенках не защищена, со временем корродирует, выходит из строя.

Как выбрать подходящую систему?

При выборе системы для нагрева воды учитывайте следующие параметры.

Если вы выбираете оборудование для небольшого помещения, сделайте выбор в пользу компактного агрегата. Современные производители предлагают мини-технику, которая может похвастаться высокими техническими показателями.
Еще один важный параметр – скорость подогрева воды. Одни варианты быстро нагревают воду до нужной температуры, другие – работают медленнее, но имеют свои положительные характеристики. Если у вас нет много времени на прогрев парной, выберите первый вариант оборудования.
Важнейшей характеристикой при выборе техники является расходный материал. В этом случае нужно учитывать стоимость и возможности. Некоторым пользователям не выгодно использовать газ по той причине, что он не проведен на конкретном участке. Многие привыкли топить дровами и продолжают использовать природный ресурс.
Перед тем как сделать выбор в пользу конкретного варианта, необходимо сравнить преимущества и недостатки всех видов нагревательного оборудования

Обратите внимание на стоимость агрегата. Одна модель может иметь разную цену в зависимости от магазина.

Как своими руками построить печку с резервуаром?

Как уже отмечалось выше, такую печь можно приобрести уже в готовом виде, однако многие почитатели бани изготавливают такое устройство собственноручно. Это, кстати, нетрудно, тем более что все необходимое для изготовления продается в тех же магазинах. Сейчас мы расскажем, как именно делают такие печи с баками.

Этап первый

. Начинать следует с подготовки всех требуемых деталей. Главная деталь – это труба, толщина которой составляет 50 см, а длина – 150 см. Трубу следует разрезать на две части – длиной 90 см (для топочной камеры) и 60 см (для резервуара).

Этап второй

. Далее из трубы делается печка. Для этого в нижней ее части проделывается прямоугольное отверстие 5х20 см, которое будет выполнять функцию поддувала, далее над ним приваривается стальная пластина толщиной 1,2 см. В поддувале размещается колосник и тщательно фиксируется.

Этап третий

. Остатки трубы будут нишей для дверки и топочной камеры, поэтому здесь крепится защелку. Над топочной камерой приваривается кусок трубы длиной около 35 см – он будет каменкой. При этом обязательно следует учесть, что дистанция между верхней частью и дном должна составлять как минимум 10 см. В конце тыльная часть приваривается и сооружается дверка.

Этап четвертый

. Каменка на? заполняется галькой, после чего приваривается стальной прут – он предотвратит высыпание содержимого. Сверху конструкции крепится муфта, выполненная из стальной шины. Эта шина параллельно послужит основанием под емкость для воды.

Этап пятый

. К торцу емкости приваривается стальной круг толщиной в 0,8 см, в нем проделывается дыра для дымохода. Низ трубы необходимо приварить к дну во избежание проникновения влаги в топочную камеру.

Этап шестой

. Верхнюю часть резервуара необходимо закрыть полукругом, выполненным из стали, а к отверстию приварить дымоход. Сверху должно оставаться отверстие, посредством которого можно будет заливать воду. Дополнительно изготавливается крышка с ручкой.

Все, самодельная печь практически готова! Более детальная информация – в приведенном ниже видеоролике.

Конструкция

Ржавчина на стенках котла не образуется благодаря наличию специального анодного устройства. Чаще всего водонагреватели оснащены термостатическими устройствами, отвечающими за автоматическую работу ТЭНа. Такое устройство не только сводит к минимуму вмешательство человека в работу водонагревателя, но и обеспечивает экономию электрической энергии.

Все бойлеры оборудуются предохранительным клапаном, который снижает давление, предохраняя тем самым емкость от деформации и разрушения. Бойлер можно подключить к одной или нескольким точкам водозабора, которые будут пополнять объем воды по мере ее расходования.

Принцип работы накопительного электрического водонагревателя основан на законе физики – горячая вода при нагревании поднимается вверх, откуда и осуществляется ее забор. Простота конструкции бойлера дает возможность выполнить самостоятельную установку и подключение к точкам водозабора, тем самым снизив расходы на монтаж оборудования.

Схема устройства накопительного водонагревателя

Самый простой способ

Производители изготавливают банные печи с уже готовыми баками для воды. Данный вариант наиболее простой по монтажу, дальнейшей эксплуатации. Актуален для строений, к которым не подведены коммуникации газо-, водоснабжения, определен лимит использования электроэнергии.

Резервуары для горячей воды можно монтировать двумя способами:

1. Бак размещается непосредственно на дымоходной трубе печи, жидкость прогревается теплом выходящего наружу дыма. При этом, труба может разогреваться до очень высоких температур (500⁰ С), быстро прогревая содержимое бака. Дно емкости оборудовано проемом, равном сечению дымоходной трубы. Необходимо обеспечить герметичность стыков трубы и резервуара на входе, чтобы вода не вытекала наружу. Стык можно обработать термостойким герметиком, глиняно-известково-песочным раствором. Цементный раствор при воздействии жара покрывается трещинами.
   При этом, подобное размещение позволяет обогревать воду теплом, которое обычно выводится наружу. А дымоходную трубу монтировать внутри чердачного пространства проще, так как избыточное тепло отдается воде.
2. Навесной бак. Размещается настенным способом на одной из сторон печи, чаще всего внутри парилки (емкость 40-70 л). Дровяная печь разогревает воду резервуара за 1,2-1,6 часов. Для ускорения процесса можно теплоизолировать резервуар.Также простой, бюджетный способ, не требующий значительных материальных затрат, простой в обслуживании.

Размещение такого бака внутри парилки считается недостатком из-за большого выделения водяного пара. Для банных строений, расположенных на даче – это один из немногих доступных способов прогрева воды, не требующих усилий по зимнему обустройству. Актуальный вариант для классической русской бани. Сауну таким резервуаром оборудовать не рекомендуется.

Особенности монтажа и подключения

Итак, мы выяснили, что оптимальный вариант – это бак для бани из «нержавейки» на трубу. Но многие наверняка зададутся вопросом: что выгоднее – использовать для нагрева ТЭН либо же прогревать его посредством топки печи? Ответ зависит от кол-ва человек, которые будут одновременно принимать водные процедуры и насколько быстро вода должна нагреваться.

Если речь идет, скажем, всего об одном человеке, то ему вполне достаточно бака объемом в 50 л, а вот для компании – как минимум 70 л. А то, с какой скоростью будет нагреваться резервуар, зависит от толщины металла – чем она больше, тем больше времени понадобится на прогрев и, соответственно, большим будет вес. Так, толщина стенок у бака на 50 л составляет в среднем 1 мм, у больших емкостей она может составлять и 1,5 мм.

Но как же этот бак поставить? Прежде всего, если для водообеспечения будет применяться кран (выражаясь другими словами, под перманентным давлением), то понадобится снабжение воды закрытого типа. Оптимальным вариантом станет отопительный прибор, внутри которого находится змеевик, а к последнему, следовательно, подсоединяется резервуар.

Хотя вполне возможен и несколько иной вариант: повесить резервуар на печь. С этой целью можно использовать наиболее простое изделие, объем которого составляет от 50 л до 120 л; сделать ее можно и собственноручно. Самым оптимальным вариантом является емкость на 80 л – такие продаются во многих специализированных магазинах.

Если бак подключить так, как нужно, то система будет функционировать так: вода в змеевике прогревается, после чего поднимается в емкость. Там она начинает остывать, в связи с чем опускается обратно в змеевик. Очевидно, что происходит природная циркуляция, в целях улучшения которой воду рекомендуется забирать из «обратки», что удобно далеко не во всех случаях, поскольку приходится долго дожидаться нагрева бака.

Однако саму воду можно применять уже после того, как печь будет протоплена. Однако эффективность системы будет более высокой, если в ней предусмотреть возможность переключения водозабора с подачи на «обратку» (здесь кому как удобнее). При наличии входа/выхода снизу емкости жидкость будет циркулировать гораздо медленнее.

Сама процедура монтажа будет выглядеть примерно так.

Этап первый

. Вначале бак ставится в парном помещении (если говорить точнее, то под полками), после чего подсоединяется к змеевику посредством труб.

Этап второй

. Верхний отвод емкости состыкуется с аналогичным отводом змеевика, в то время как нижний – с аналогичным нижним. Все это необходимо для обеспечения нормальной циркуляции. Получается, что отвод холодной воды будет осуществляться снизу, а нагретой – сверху.

Этап третий

. На входе, предназначающемся для холодной воды, монтируется особый клапан (он еще известен как взрывник).

Этап четвертый

. По инструкции изготовителя бака на трубу для бани ставится давление, по достижению которого будет срабатывать этот клапан.

Готовая система будет функционировать так: емкость, в которую залили воду, начнет нагреваться посредством змеевика, а при употреблении прогретой воды холодная будет добавляться благодаря специальному подводу. В ходе нагревания жидкости, если та еще не употребляется, показатель давления будет повышаться, а когда будет достигнут предел – активизируется клапан. В результате давление сбрасывается.

Как нагреть воду в бане от печи

Организовать нагрев воды в бане с кирпичной печью можно с помощью чугунной плиты над ней. Емкость для горячей воды устанавливают непосредственно на саму плиту, она может быть круглой или квадратной, с подачей воды для заполнения бака от входящей водяной трубы и забором горячей воды через кран.

Можно греть воду и без подвода к ней водяных труб. В этом случае для каждой протопки парной следует сделать запасы холодной воды в предбаннике, и заполнить водяной бак ручным способом до розжига печи.

Этот способ греть воду достаточно прост, но в нем есть существенные недостатки:

• трудоемкость подготовки;
• повышенная влажность от кипения при продолжительной топке;
• риск обжечься о нагретые стенки печи и бака.

Греть воду от печи можно разными способами. Это зависит от вида самой печи, наличия подведенных к бане водяных труб, финансовых возможностей хозяина и его желания приложить те или иные усилия.

Нагрев воды в бане через теплообменник

Оптимальным вариантом подогрева воды в бане является способ нагрева с помощью теплообменника. Сделать конструкцию для нагрева через теплообменник можно несколькими способами.

В кирпичной печи теплообменником может стать многосекционная чугунная батарея или регистр, сваренный из стальной толстостенной трубы. Теплообменник монтируется в специальную полость печи с раздельными входными и выходными клапанами. При разогреве печи вода в обменнике становится горячей и выдается через водяной кран по мере необходимости.

В случае с металлической печью все гораздо проще. Для того чтобы греть воду такой печью, используют несколько видов теплообменников:

• внешний теплообменник (располагается в непосредственной близости к топке или над ней);
• внутренний теплообменник (располагается в самой топке);
• теплообменник на дымовыводящей трубе (располагается на трубе дымохода над резервуаром с камнями).

Совет! Водяная емкость с теплообменником и навесной бак можно использовать одновременно. Такая комбинация дает возможность греть практически неограниченное количество горячей воды.

Водонагреватель для бани на трубу

Для нагрева воды в бане используются баки, расположенные на трубе. Они могут иметь прямоугольную, квадратную или цилиндрическую форму и жестко крепиться на трубе дымохода печи. Водонагреватели на трубу универсальны, их используют в дровяных печах и в газовых котлах. Водяные баки на трубе небольшие (в оптимальном варианте до 80 л) и могут вписаться даже в маленькую по размеру баню.

Баки на трубе дымохода располагают над печью достаточно высоко, поэтому отпадает надобность подкачивать горячую воду насосом – она просто идет самотеком. Водяная емкость может занимать всю длину трубы, от самой каменки до потолка. Это увеличивает площадь получения горячей воды и КПД теплообменника.

Конструкция водяного бака на трубе должна иметь усиленное крепление на печи и выводящем дымоходе на потолке, так как заполненный горячей водой бак имеет большой вес. Обычное мягкое крепление дымохода в области потолочного перекрытия здесь не подходит, поэтому для крепежа лучше всего использовать специальные кронштейны для дымохода.

Встроенный или прикрепленный к печи водный бак

Еще один вариант греть воду – водяной бак, вмонтированный в конструкцию печи или расположенный сбоку от нее.

Встроенный бак – это довольно сложная конструкция, которая должна быть продумана до осуществления кладки кирпичной печи. Оптимальным решением здесь может стать специальная ниша или углубление в печи для расположения водяного бака с входными и выходными клапанами заборами горячей воды. Следует отметить, что для такой конструкции бак должен быть долговечным (желательно из нержавеющей стали), с толстыми стенками и двойными проварами швов. В противном случае, при обнаружении течи, нужно будет разбирать всю конструкцию печи.

Прикрепленный сбоку к печи водяной бак – менее энергозатратный способ греть воду. Он часто используется в банях с металлическими печами, которые комплектуются вместе с водяными баками. Так как стальной или чугунный корпус печи обладает хорошей теплопроводностью, вода в емкости быстро греется, а при необходимости бак легко пополнить заново (централизованно или вручную).

Горячая вода в бане от печки (схема расположения водяного бака представлена ниже) – несложная задача для хорошего хозяина.

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.

Выбор материалов

Выбор материала для нагревательного бака только кажется простым. Самый обычный вариант – сталь. Главное преимущество – дешевизна и простота изготовления с помощью обычных сварочных операций. Однако в условиях русской бани при постоянной высокой температуре, высокой влажности и воздействии перегретого пара этот материал быстро ржавеет, и срок службы его невелик. Кроме того, вода в ржавой емкости может приобрести соответствующий оттенок. Защита с помощью красочных покрытий не пройдет из-за опасности возгорания при контакте с нагретой печью. Окрашенная конструкция может быть применена в системе с теплообменником.

Другой вариант – чугун. В чугунной емкости вода долго разогревается, но зато долго и охлаждается, что дает возможность сохранять тепло и после прекращения топки печи. Недостатки – большой вес, высокая цена и проблемы с коррозией.

Самый хороший вариант – нержавеющая сталь. Конечно, она значительно дороже обычного стального листа, но зато не подвергается коррозии и способна прослужить много лет. Наиболее распространенные марки стали для изготовления банных нагревательных баков – 8-12X18H10 (304) и 08X17 (430). Нержавеющие емкости достаточно легкие, обладают прекрасной теплопроводностью, а коэффициент деформации при резких колебаниях температур ничтожно мал.

В принципе возможно применение готовых эмалированных баков. Однако такие емкости хороши пока цело эмалированное защитное покрытие. При появлении малейших сколов начинается активная коррозия

Значит, эмалированные баки требуют повышенной осторожности при эксплуатации, что обеспечить весьма сложно

Вопрос, как нагреть воду в бане, решается самостоятельно, исходя из конкретных условий. Самый простой вариант – установить стандартный бак с нагревом ТЭНами и ручным образом в небольших емкостях доставлять до точки назначения.