Как работает печь для бани с водяным контуром для отопления

Устройство водяного пола от банной печи

Первоначально, водяной тёплый пол не предназначался для установки в банном помещении. Поэтому, при укладке такого «пирога» в бане, требуется укомплектовать его дополнительными элементами.

Устройство водяного тёплого пола от банной печи  включает в себя несколько узлов:

Контур тёплого пола — это главный рабочий элемент, который уложен равномерно по всему полу помещения с определённым шагом, залитый стяжкой из бетонно-цементной смеси. Следует правильно выбирать модель труб, в данной ситуации не каждая подойдёт. Лучше  всего использовать – медные, металлопластиковые или гофры из нержавеющей стали. Однако многие отдают предпочтение сшитым полиэтиленовым трубам с повышенной термостойкостью, со сроком службы не менее 30 лет, или полипропиленовым, с гарантийным сроком не меньше 50 лет.

Смесительный узел — важная часть система, так как печка не способна подогревать теплоноситель до нужного уровня. Она нагревает воду практически до стадии закипания, в таком состояние её нельзя поставлять в контур. Поэтому, необходим смесительный узел, в нём кипяток будет смешиваться с отработанным теплоносителем до требуемых 40 градусов, и в таком виде направляться в трубопровод. С помощью него осуществляется регулирование, настройка и автоматическое поддержание температурного уровня тёплого пола в нужном режиме.

Теплообменник — ёмкость, змеевик или регистр, расположенный над топкой, там нагревается жидкость от печи. При использовании антифриза — как теплоносителя, потребуется оборудовать отдельный теплообменник, тогда антифриз не сможет попасть в воду для мытья.

Циркуляционный насос — необходим, чтобы равномерно распределялся и двигался теплоноситель по трубопроводу. Без него тёплый водяной пол не может функционировать, так как он обеспечивает контур дополнительным давлением для циркуляции жидкости. Подбирая мощность насоса самостоятельно, нужно учитывать площадь отапливаемого помещения, чем она больше, тем выше должна быть его производительность.

Чтобы снизить нагрузку на насос, рекомендовано разделить трубопровод на несколько частей равной длины.

Дренаж — необходим для удаления лишней жидкости из парной и помывочной комнаты банного помещения. Обустроить его своими руками можно с учётом следующих двух моментов: соорудив отвод для воды — отверстие для слива, через него вода будет стекать в трубу и выводится в канализационную яму; залив стяжку с уклоном по направлению сливного отверстия — тогда вся вода будет стекать в сторону уклона.

Контур отопления бани

Трубное отопление заключается в том, что теплоноситель (чаще вода), нагреваясь в теплообменнике, циркулирует по трубам и нагревает помещение. Стоит сказать, что кран в баню для горячей воды можно тоже подключать к этому контуру.

Банные печи с водяным контуром для отопления разделяют на два типа:

1. Контур, в котором вода циркулирует самотеком, без привлечения дополнительных сил — насоса. Движение осуществляется за счет свойства жидкости при повышении температуры двигаться вверх — этому способствуют трубы достаточного диаметра, сваренные в замкнутую систему с определенным наклоном, обеспечивающим циркуляцию воды.
2. Система обогрева, где циркуляция воды в трубах достигается за счет насоса. Принудительное движение теплоносителя применяется при большой протяженности системы или маленьком сечении труб.

Классическая схема водяного отопления состоит из следующих узлов:

• Теплообменник — бак с водой или змеевик (система трубок), расположенный внутри топки или снаружи печи;
• Трубы, соединяющие узлы системы;
• Радиаторы — располагают на стенах, чаще под окном;
• Накопительный бак;
• Циркуляционный насос (при необходимости).

Создание буржуйки

Первоначально необходимо составить схему-чертеж, с указанием всех размеров деталей и подготовить необходимые инструментыдля выполнения работ по металлу (сварка, болгарка, плоскогубцы) и материалы.

После раскройки металла производятся следующие действия:

Под прямым углом привариваются основные элементы: дно и стенки. За исключением передней.

Важно знать! Низ отопительной конструкции рекомендуется устанавливать на расстоянии не менее 30 см от уровня пола. Установленные металлические ножки помогут снизить сильное температурное воздействие на покрытие пола

Печное пространство подлежит зонированию, а именно, между топкой и поддувалом приваривается колосниковая решетка или лист металла, в котором высверливаются люфты для удаления пепла.

• Спереди на стенке необходимо проделать проем для монтирования дверок. Теперь переднюю часть можно приваривать к остальным элементам.
• По бокам добавляют навесные петли, после чего, дверцы можно устанавливать, согласно схеме месторасположения.

Вверху печной конструкции необходимо приварить дымоотводную трубу. После окончания работ все швы зачищаются и проходят проверку на наличие дефектов. Следующий этап – монтаж водяной рубашки.

Как сделать отопление в бане

Отопление в бане необходимо для обеспечения удобств.

Один из видов отопления – автоматическое. Отдельное отопление могут обеспечить электрические конвекторы или электрические котлы, а также газовые котлы. Все они могут работать в автономном режиме. Можно настроить так, чтобы в помещении была небольшая плюсовая температура. Это позволит не спускать воду из бачка унитаза, труб, электрического бойлера.

Есть минус в этой системе. Поскольку она автономная, то можно не заметить, что произошел сбой и температура может понизиться ниже нуля. Поэтому нужно установить температурный датчик с сигналом.

Как провести отопление в баню из дома

Можно установить как газовые или электрические котлы, так и каменные или металлические печи. Но это все довольно сложные конструкции.

Чтобы обогреть баню из дома, туда можно проложить теплотрассу. В доме установить радиаторы. Такая система будет работать от отопления в доме.

Отопление бани от банной печи

Самый простой в изготовлении, эксплуатации и обслуживании способ обогрева – это отопление бани от банной печи. Печь устанавливается непосредственно в парилке, а топка в предбаннике.

Кирпичные печи очень долго держат температуру, но прогревать их надо не менее 5 часов. А на обогрев бани зимой идет еще больше времени.

Высокая себестоимость – еще один недостаток. Самостоятельно сложить такую печь очень сложно. Необходима помощь опытного печника.

Отопление предбанника от банной печи

В большинстве случаев классическую баню отапливают одним источником тепла. Печь устанавливают в парной, чтобы можно было прогреть все помещения. Бак с водой размещают возле помывочной.

Очень важно, чтобы каждый элемент печи был изготовлен из огнеупорного материала. Поэтому строить ее необходимо из кирпича

Такая печь будет занимать много места и иметь большие размеры.

Идеальным вариантом будет печь с баком и открытой каменкой. Топку оснащают регистром, нижний край которого располагают выше регистра на 50 см. Он предупредит преждевременное закипание воды.

Можно ли сделать отопление от бака

Чтобы установить отопительную систему от бака, необходимо знать его специфику работы и правила эксплуатации. Нужно учитывать объем помещения и потребляемую мощность.

Существуют навесные и встроенные баки. Есть еще наставные баки – на разогретую печь сверху ставят емкость с водой.

Замечание! Можно использовать уже созданное тепло: на дымоход навешивают бак, вода греется, а температура там может достигать 500 градусов.

Такие способы не подают горячую воду в душ. Это могут сделать выносные баки для воды. Теплообменник размещают в печи, рядом с ней или на чердаке вешают бак. Систему соединяют трубами, по которым будет течь вода. Благодаря теплообменнику она нагревается и через бак подается в душ. Такая система отопления несложная и эффективная.

Навесные баки – это герметические емкости с крышкой и краном для слива воды. Крепятся на стенку с помощью металлических крючков. Изготавливаются из нержавейки.

Приставной бак для воды – в печь вваривают наклонную, запаянную на конце трубу. Другой конец находится внизу бака. Холодная вода поднимается по наклонной трубе, где нагревается до кипения. Пузырьки горячего воздуха переносят тепло.

Как сделать отопление в срубовой бане

В деревянных домах устанавливают три вида отопления: водяное, электрическое и воздушное. Каждый имеет плюсы и минусы.

Самый популярный вид отопления сруба – водяной.

Плюсы:

1. Экономичность.
2. Высокая теплоемкость.

Минусы:

1. Сложность в установке.
2. Необходимость постоянно следить за генератором тепла.
3. Зимой обязательно сливать воду из системы отопления.

Такие системы отопления бывают:

• с нижней или верхней разводкой;
• попутные или тупиковые;
• однотрубные или двухтрубные;
• вертикальные и горизонтальные;
• с насосом или естественным движением воды.

Двухтрубные системы менее эстетичны, чем однотрубные.

Электрическое отопление имеет несколько плюсов:

1. Легко регулируется уровень подачи тепла.
2. Небольшие габариты отопительных приборов.
3. Отопление экологичное и бесшумное.

Воздушное отопление имеет только один плюс – высокая проникающая способность.

Зато минусов гораздо больше:

• большие печи и камины;
• очень низкая теплоотдача;
• неравномерное распределение воздуха в помещении;
• дорогие отопительные системы.

Перед установкой систем необходимо взвесить все преимущества и недостатки и, возможно, проконсультироваться со специалистом из этой отрасли.

Монтаж котла для водяного отопления бани и разводка труб

Чугунную конструкцию нужно размещать за камерой топливника. Она будет нагреваться не от пламени, а от газа. Чтобы правильно установить оборудование, придерживаемся такого порядка действий:

1. Располагаем на предварительно сделанные уголки радиатор, соблюдая расстояние до стенок около 5-6 мм. Зазор будет компенсировать термическое расширение конструкции.
2. Если выбранные трубы для подключения к котлу имеют швы, то дополнительно завариваем их перед установкой.
3. Присоединяем по диагонали дюймовые трубы подачи воды и обратки. В месте с правой резьбой просто вкручиваем изделие. На левой — используем для фиксации муфту со сгоном и нипель.
4. Трубу для подачи воды устанавливаем перпендикулярно полу в верхней точке, а обратку оборудуем в подпольном пространстве и подключаем снизу. Это необходимо для улучшенной циркуляции.
5. Закрываем заглушкой два лишних отверстия изделия.
6. Сваривая трубы между собой, фаску по контуру среза удаляем для качественного заполнения швом сварки всей толщины и надежной фиксации деталей. Если парная в зимнее время прогревается нечасто, то можно вместо воды залить в систему антифриз.

Схемы систем отопления для печи

Схемы систем отопления для печи с водяным контуром делят на 3 типа:

1. Открытая;
2. Закрытая;
3. Комбинированная.

Открытая система реализует в своей работе естественную циркуляцию теплоносителя – за счет разницы плотностей холодной и горячей воды. Сооружается она по классическому принципу – от печи поднимается разгонный вертикальный стояк высотой не менее 2,5 метров. На верхней точке стояка устанавливается расширительный бак открытого типа.

Схема открытой системы отопления печи с водяным контуром

Далее трубопровод с уклоном не менее 2 мм на 1 метр направляется к приборам отопления – радиаторам. Обвязка радиаторов выполняется обычно по однотрубной схеме, реже – по двухтрубной. При этом диаметр трубопроводов должен быть не менее 32 мм, диаметр вертикального разгонного коллектора – от 50 мм. Рекомендуемый материал трубопроводов – сталь, причем в зоне обвязки печи – только сталь или медь.

Закрытая система подразумевает установку обязательных элементов – циркуляционного насоса, мембранного расширительного бака и группы безопасности. Группа безопасности состоит из предохранительного сбросного клапана, термоманометра (или простого манометра), воздухоотводчика.

Схема закрытой системы отопления печи с водяным контуром

Кроме этого, в закрытой системе отопления появляется возможность установки теплоаккумулятора. Это устройство качественно повышает общий КПД системы, выравнивает тепловой режим, аккумулирует тепло при циклическом режиме работы печи.

В закрытой системе обвязку печи также рекомендуется выполнять из стальных или медных трубопроводов. Обвязку радиаторов зачастую выполняют из полимеров – стабилизированного полипропилена, металлопластика. Диаметр труб при этом меньше, чем в системе с гравитационной циркуляцией и составляет 20 – 25 мм. Обвязка радиаторов производится по однотрубной или двухтрубной схеме.

Схема комбинированной системы отопления печи с водяным контуром

Такая система может работать как при наличии электричества (по закрытому принципу), так и при его отсутствии (открытая схема). Более подробно об этой схеме можно прочитать тут.

Во всех случаях системы отопления оборудуются кранами для слива теплоносителя, особенно это актуально для домов с непостоянным пребыванием людей. При отрицательных температурах воду рекомендуется слить. Другой вариант – использовать в качестве теплоносителя незамерзающие жидкости – антифризы.

5 Самостоятельное изготовление теплообменника

Стоимость готовых банных печек с теплообменником чрезвычайно высока, поэтому многие домовладельцы решаются на изготовление таких отопителей своими руками. Проще всего выполнить внутренний металлический теплообменник, который монтируют в уже имеющуюся печь. Для его самостоятельного изготовления потребуются следующие инструменты и материалы:

• металлические трубы диаметром 20—30 мм;
• металлические пластины толщиной 3 мм;
• сварочный аппарат;
• болгарка с кругом для зачистки металла.

Эффективность отопления парилки и нагрева воды будет напрямую зависеть от правильности определения площади теплообменника. Для расчета размеров труб необходимо знать мощность топки имеющегося в наличии отопителя. Для отопления бани площадью 5х5 м достаточно печки, которая имеет показатель тепловой мощности 5 кВт. Для качественного подогрева воды от 5 кВт теплогенератора необходим теплообменник с площадью 0,6 м².

Оптимальный показатель площади теплообменника банной печки будет также зависеть от ее расположения в парилке или предбаннике, интенсивности горения топлива, использования дров или угля, а также ряда других характеристик. Для упрощения выполнения расчётов можно использовать готовые схемы теплообменника для банной печки, а затем в зависимости от размеров и типа отопителя подобрать общую площадь водяной рубашки.

Смонтировав теплообменник и подключив к нему через штуцеры расширительный бак или контур с радиаторами, можно выполнять первую протопку. Перед использованием система проверяется следующим образом:

1. 1. Нижнюю трубку наглухо закрывают.
2. 2. Всю систему заполняют теплоносителем.
3. 3. Верхний патрубок теплообменника подключают к расширительной ёмкости.
4. 4. Систему заполняют сжатым воздухом, контролируя давление по манометру.
5. 5. Проверяют конструкцию на наличие протечек. Если они будут обнаружены, их заваривают, предварительно слив всю жидкость.

Изготовив своими руками или купив готовую печку с теплообменником для бани, можно не только решить все вопросы с нагревом парилки, но и упростить отопление смежных помещений. Такая конструкция будет иметь дополнительный бак с нагретой водой, что избавляет от необходимости приобретения бойлера и внешнего нагревателя. Воспользовавшись готовой схемой, всю работу можно выполнить самостоятельно, сэкономив на покупке дорогостоящих заводских моделей банных печек.

Некоторые конструктивные особенности печей такого типа

Типовая дровяная печь с водяным контуром состоит из следующих основных частей:

• Непосредственно печи;
• Внедренного в топочное пространство чугунного или стального теплообменника с развитой контактной поверхностью;
• Радиаторов отопления;
• Магистрали движения теплоносителя, состоящей из металлических или пластиковых труб, запорной арматуры, набора клапанов и разветвителей;
• Группы контроля и безопасности, оснащенной приборами контроля температуры, давления, а также аварийных клапанов;
• Расширительного бачка, который компенсирует избыточный объем воды, появляющегося вследствие ее нагрева и последующего расширения.
• Как дополнительную опцию следует рассматривать циркуляционный насос, который является обязательной частью системы, работающей по принципу принудительной циркуляции.

Металлическая либо кирпичная печь с водяным контуром может быть выполнена по принципу естественной или принудительной циркуляции. Как компромиссный вариант следует считать комбинированную систему, основанную на практическом применении обеих принципов.

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

Естественная или термосифонная циркуляция обеспечивается на основе принципа естественного расширения воды при нагреве и ее движения в необходимом направлении, заданном посредством уклонов. Обязательным условием надежного функционирования такой системы следует считать ряд основополагающих принципов:

1. Теплообменник печи должен находиться ниже уровня радиаторов.
2. Проходное сечение труб магистральной арматуры должно быть не менее 57 мм, при номинальной теплотворной способности печи на уровне 15 – 17 кВт.
3. Система должна быть оборудована расширительным бачком, обустроенном на высоте, обеспечивающей уверенную циркуляцию исходящего потока. Как правило, не менее 215 см от уровня нижнего среза теплообменника.
4. Линия возвратного потока должна быть смонтирована с четким соблюдением уровня уклона, гарантирующего свободную циркуляцию охлажденного теплоносителя по пути в теплообменник топки.

Система естественной циркуляции абсолютно энергонезависима, однако, требует большего количества теплоносителя в системе. В первую очередь, из-за большого проходного сечения магистрали.

Система с принудительной циркуляцией теплоносителя

Ее функционирование не требует достаточно большого сечения магистрали, поскольку теплоноситель «продавливается» под давлением, посредством работы циркуляционного насоса вихревого типа. Очевидно, что современное производство оперирует и насосами иных типов. Снижение объема теплоносителя за счет значительного занижения сечения магистралей обуславливает значительно более высокую тепловую эффективность системы в целом и экономии топлива, в частности.

Кроме этого, оснащенные кранами Маевского радиаторы отопления, позволяют быстро и эффективно устранять воздушные «пробки» посредством создания избыточного давления. Факт активной циркуляции обуславливает и наличие расширительного бачка значительно меньшего объема, относительно термосифонных систем. Самым существенным недостатком таких печей стоит считать факт прямой зависимости от бесперебойного энергоснабжения. Попыткой борьбы с этим недостатком следует считать появление комбинированных систем.

Система комбинированной циркуляции теплоносителя

Представляет собой систему термосифонного типа, оснащенной циркуляционным насосом. Дополнительной опцией выступает обводная петля, оснащенная поворотным краном. В обычных условиях работает насос, в случае отсутствия энергоснабжения приемный патрубок с насосом перекрывается, а циркуляция обеспечивается по обводной петле, выполненной из трубы большого сечения.

По сути, это та же термосифонная система, со всеми присущими ей недостатками, однако, дооснащенная насосом. В таком виде рационально видится лишь двухконтурная печь для бани, где второй контур задействован для горячего водоснабжения. Тогда большой объем теплоносителя можно использовать для обеспечения потребности в горячей воде.

Несколько альтернативных вариантов

Не смотря на то, что варианты, описанные выше, наиболее популярны и считаются оптимальными, я решил кратко упомянуть о некоторых альтернативах. По сути, они являются разновидностями печного подогрева, но имеют свои особенности.

Например, если у Вас есть такие возможности, то Вы можете установить в своей бане котёл на дизельном топливе. Но для такого варианта необходимо отдельное помещение (солярка пахнет не слабо), да и о хранении топлива необходимо подумать.

Существуют и пиролизные котлы отопления. Несомненным преимуществом такого котла можно считать очень длительное, практически полное сгорание топлива. А недостатком — высокую стоимость и сложность эксплуатации (например, сырая древесина в нём не горит).

Также возможно применение котлов длительного сгорания, способных сжигать отдельную партию топлива до 5 дней, поддерживая нужную температуру. Бывают даже варианты для качественного сортового угля. Но это скорее «промышленный» вариант, который для хорошей традиционной бани не подходит.

Требования при монтаже

Толщина слоя воды в теплообменнике должна превышать 4 см, так как при меньшей толщине вода будет закипать.

Стенки змеевика должны быть не менее 5 мм, а в случае использования угля — еще толще. Несоблюдение толщины может привести к прогоранию стенок.

Процесс строительства печи

Теплообменник ни в коем случае не должен быть смонтирован вплотную к стене топки. Оставьте не менее 2 см. Это пространство необходимо при тепловом расширении змеевика.

Особое внимание необходимо уделить пожаробезопасности системы. Между печью и деревянными перегородками непременно должны оставаться воздушные прослойки, так как именно перегрев деревянных конструкций является первой причиной возгораний

Лучше всего выполнить облицовку кирпичом или другими огнеупорными материалами.

Как выбрать

При выборе печи в жилой дом теплообменник для дымохода лучше не использовать, так как при постоянном использовании это чревато появлением конденсата и засорением трубы. Оптимальным вариантом являются:

• Для радиаторного отопления с температурой теплоносителя до 95°С – бойлер, встроенный в печи, регистр труб, установленный непосредственно в топке.
• Для систем теплого пола, горячего плинтуса или низкотемпературной радиаторной системы отопления – внешний регистр труб, теплообменники по корпусу или змеевик с возможностью регулировки потока горячих газов через него.

Отопление с естественной циркуляции при использовании дровяной печи будет хорошо работать только при наличии второго этажа или высоко поднятой верхней разводки. Только так можно с момента розжига печи поддерживать поток теплоносителя, исключая его перегрев.

Для установки в жилом помещении лучше предпочесть печи со стеклянной дверцей топки или камины со встроенными водяными теплообменниками. Для бани производители всегда предлагают отдельные модели, способные выдержать высокую влажность, имеющие подходящую по объему топку и отсек для камней.

Печи длительного горения лучше устанавливать в отдельном помещении с хорошей вентиляций и надежной изоляцией от жилой зоны. Учитывая особенности их работы, лучше предпочесть внешний теплообменник по корпусу печи, что не даст теплоносителю перегреваться и закипать и не окажет влияния на режим работы печи даже в период максимальных теплопотерь.

При подборе мощности следует ориентироваться на указания производителя, в инструкции указывается общая мощность печи и отдельно мощность водяного теплообменника. Данный параметр указывается для определенного перепада температур, например для режима 90/70, когда вода нагревается до 90°С и остывает в контуре отопления на 20°С.

Мощность теплораспределения, суммарная теплоотдача радиаторов должна соответствовать выходной мощности печи. Превышение грозит образованием конденсата на теплообменнике и внутренних поверхностях печи и дымохода, а при недостаточной мощности радиаторов теплоноситель может перегреться.

Как работает система

Простейший водяной контур — с естественной циркуляцией потока воды. Его основа — простое физическое явление: расширение жидкостей при их нагреве. Узлом, создающим давление, является расширительный бак (емкость для сбора воды), устанавливаемый в чердачном помещении, мансарде.

Водяной контур — это замкнутая система. Котел нагревает находящуюся в ней воду и она, расширяясь, направляется по трубе в накопительную емкость. Движение осуществляется под давлением, создаваемым постоянно поступающей в котел остывшей водой, прошедшей через всю систему. Кипяток из расширительного бака самотеком направляется вниз по трубам, ведущим к батареям. Отдав тепло, возвращается в бак и снова нагревается.

Значительно увеличить давление в системе, ускорить циркуляцию теплоносителя поможет установка насоса. При средних температурах воздуха на улице, его можно отключить и контур будет функционировать на естественном движении воды. Это позволит сэкономить на счетах за электроэнергию. Вода в насос поступает при закрытом обратном клапане. Отключая его (оставляя открытым), весь объем теплоносителя направляют в обход насоса.

Такую печь можно загружать не только дровами или каменным углем. При использовании альтернативных видов топлива существует возможность усложнить строение системы, дополнив ее:

•   баком для хранения гранул;
•   механизмом, подающим паллеты в топку (пневматическим или шнековым).

Облегчить эксплуатацию печи можно путем установки автоматической системы регулирования ее работы, принудительной вентиляции.

Итог

Для обеспечения обогрева дома обычно рассматривается несколько вариантов. Популярное газовое или электрическое оборудование работает на дорогостоящих энергоносителях. Самой экономичной разновидностью являются отопительно варочные печи с водяным контуром. Их несложно соорудить самостоятельно, что выливается в заметную экономию финансов. Такой тип отопления предполагает комбинацию традиционной кирпичной конструкции и современных технологий. В результате жилище получает необходимое тепло и уют. Кроме кирпичных, нередко изготовляют своими руками металлические печи с водяным контуром. Обеспечив надлежащее обслуживание отопительной системы, можно на долгие годы гарантировать подходящий микроклимат в своем доме.