Теплообменник для банной печи: виды и особенности
Теплообменники – устройства, в которых тепло передается от одного вещества другому. В банных печах энергия горячего воздуха передается воде, которая находится внутри. Второе название таких устройств – водяной контур. Сами эти устройства могут быть разных форм и типов. Использоваться могут как для организации водяного отопления, так и для получения горячей воды.
Для нагрева воды в банных печах чаще встречается небольшой бак или металлическая изогнутая труба (змеевик), расположенные внутри топки, но не имеющие непосредственного контакта с огнем. Есть еще один вид – водяные рубашки.
Печи для бани с теплообменником могут не только греть воды для душа, но и для водяного отопления
Принцип работы водяного теплообменника строится на том факте, что вещество (в данном случае вода) более высокой температуры поднимается вверх. Так как система представляет собой замкнутый контур, то происходит постоянный круговорот воды: горячая поднимается вверх по одной трубе, на ее место приходит холодная по другой. Таким образом, постепенно происходит повышение температуры во всей системе. Время нагрева при этом зависит от многих факторов:
Теплообменник-змеевик из меди
- от исходной температуры (зимой, когда жидкость холодная времени требуется больше);
- объема воды в системе;
- мощности печи и интенсивности горения.
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).
Простейший вид теплообменника для банной сети — изогнутая трубка с резьбой на концах
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.
Теплообменник-регистр. Такой в готовую металлическую печь не поставишь. Это вариант или для самодельной железной печи или для кирпичное (скорее так судя по размерам)
Иногда теплообменник выполнен в виде небольшой емкости с водой (объем до 3-х литров), который также располагается внутри топки без непосредственного контакта с огнем. Принцип его работы ничем не отличается от других. Чтобы служил такой бачок-теплообменник дольше, при изготовлении своими руками, постарайтесь сделать конструкцию так, чтобы было как можно меньше сварных швов. Например, возьмите лист нержавейки (толщины 1-2 мм достаточно) и на листогибе придайте требуемую геометрию. На корпусе шов будет всего один, плюс приварены будут боковые панели и входные патрубки.
Теплообменник для банной печи фирмы «Ермак» — уникальная конструкция
Изготавливая любой из теплообменников, расположенных внутри топки, нужно помнить, что отбирать без ущерба для обогрева помещения они могут не более 10% мощности печи. Так что чересчур большие регистры делать нерационально. Их и разместить сложно и они отрицательно скажутся на температуре воздуха в парной. Лучше рассчитать систему так, чтобы можно было за все время посещения бани подогреть воду несколько раз: вам ведь не нужны сразу 150 литров кипятка? Сначала надо немного горячей воды чтобы запарить веники, потом чуть больше, чтобы помыться перед парилкой, и затем еще некоторое количество, чтобы ополоснуться. В результате, нужны, может и 150 литров горячей воды, но порциями. Так зачем делать систему на 150 литров и ждать несколько часов, пока она будет приемлемой температуры, если можно сделать бак на 50-70 литров и несколько раз нагреть в нем воду, которая будет расходоваться по мере необходимости…
Водяная рубашка
Просто реализуется еще один теплообменник – водяная рубашка (водяной контур) на трубу. На участок дымохода наваривается труба большего диаметра с двумя патрубками для подачи/отведения воды. Принцип работы все тот же: горячая вода подымается вверх, вниз поступает из выносного бака более холодная вода.
Принцип организации водяной рубашки на трубу и ее подключение к выносному баку
Этот способ более привлекателен по нескольким причинам:
- нагрев происходит за счет тепла, которое раньше просто улетало;
- сделать такой теплообменник своими руками несложно, хотя есть и фабричные варианты;
- установить можно на любой металлический дымоход и для этого не нужно разбирать печь и делать в ней отверстия;
- теплообменник на трубе предупреждает проникновение газов из дымохода в помещение.
Все эти плюсы делают такое устройство достаточно привлекательным. Но есть у такого решения и минусы:
- требуется полная герметичность швов;
- при добавлении холодной воды может образовываться конденсат;
- заливать воду в разогретую систему нельзя – может из-за разницы температур порвать стенки дымохода.
Водяной контур на печь делается аналогично, но в этом случае в емкость с водой строится вокруг корпуса. Практически всегда такой теплообменник делают на круглые печи. Во-первых, можно подобрать трубу большего размера и приварить дно и верх, что вряд ли удастся с прямоугольными печами, и во-вторых, по кругу вода движется легко и система эффективна, чего тяжело добиться при квадратном кожухе.
Теплообменник открытого сифонного типа
Очень интересный и эффективный вариант нагревать воду на печи, но, к сожалению, не очень распространенный. В печь вваривается наклонная труба, запаянная на конце. Ее второй конец — открытый срез — приварен в нижней части бака с водой. Когда вода налита в бак, часть ее попадает в трубу, расположенную в печи, где она нагревается вплоть до кипения. Выделяющийся при кипении пар пузырьками поднимается вверх. Попав в холодную среду пузырек лопается, передавая значительную часть тепла окружающей воде. Кроме того перенос тепла происходит за счет все той же конвекции (движения горячей воды вверх, а холодной вниз).
Сифонный теплообменник. Эффективный вариант, но редко используется
Одно из практических воплощений такого теплообменника представлены на фото. Конструкция несколько изменена, но принцип остался тот же.
Теплообменник для банной печи сделанный своими руками
В этом варианте бак располагается на подставке в соседней комнате. В стене и в одном боку печи проделано отверстие (печь стоит боком). Длина трубы такая, что она чуть не достает до противоположной стенки топки. Труба на конце запаяна, отверстие в печи немного большего размера, чем диаметр патрубка, не заизолирован и не уплотнен. Входное отверстие расположено достаточно низко – прямо на этот необычный теплообменник накладываются дрова, а затем после прогорания при необходимости на нее нагребаются угли.
Как соединить теплообменник с баком для воды
Владелец такого водяного теплообменника сифонного типа уже более 6 лет использует данный агрегат. Говорит, что дым не попадает в помещение. Иногда, если в парилку чересчур резко закрыть дверь, может небольшая порция дыма вырваться, но это случается очень редко и не приносит каких-либо неприятностей. Бак не рекомендует делать большим – удобнее несколько раз заливать воду, чем ждать, пока нагреется большой ее объем. Бак на фото имеет объем порядка 50 литров.
Чем и как соединять выносной бак и теплообменник
Хотя температура воды в теплообменнике при любой его конструкции не поднимается выше 100 o C, патрубки могут нагреваться до более значительных температур – они контактируют со стенкой печи. Потому желательно примерно 40-50 см от них устанавливать металлические трубы. Наверное, все та же нержавейка будет предпочтительнее: черный металл будет ржаветь, медь и алюминий – возможно, но достаточно проблематично. Далее можно использовать металлопластиковые трубы для горячей воды, возможно использование гофрированных или гибких шлангов в обмотке (которыми подключают бойлеры). Диаметр — дюймовые или ¾ дюйма. Меньший нежелательно – вода будет плохо циркулировать: в теплообменнике будет кипеть, а в баке останется холодной.
Для уплотнения резьбовых соединений применяйте специальные средства, которые выдерживают высокие температуры (например, тангит). При использовании фитингов стандартные прокладки заменяйте самодельными из паронита.
Подсоединяя теплообменник на трубе или в печи с выносным баком, обязательно сделайте в самой нижней точке системы кран для слива. Он пригодится, когда будете консервировать систему на зиму: чтобы все не разорвало от замерзшей воды, ее (воды) не должно остаться ни капли. Если же баня у вас отапливаемая, кран все равно нужен — если вода застаивается, она приобретает неприятный запах.
Еще один нюанс: трубы на горизонтальных участках должны иметь небольшой уклон в сторону печи. Нюанс небольшой, но на работоспособности системы сказывается очень сильно. Потому обеспечьте небольшой наклон (1-5 градусов).
Источник статьи: http://teplowood.ru/teploobmenniki-dlya-bani.html
Котел для бани на дровах с баком
Во время планирования участка под загородный дом большинство хозяев стремится выделить площадку для постройки бани. Это место будет способствовать не только поддержанию тела в чистоте, но и придаст здоровья организму на долгое время, поднимет жизненный тонус. Баня для русского человека всегда была больше, чем просто место для приема водных процедур. Это целый культ, которому традиционно уделяется много внимания.
Центральное место внутри занимают котлы для бани на дровах с баком. Такой вид топлива имеет значительное количество преимуществ перед остальными. Также при постройке есть возможность выбора наиболее комфортной схемы конструкции и отдельных ее элементов для конкретного помещения. Если не получается сделать все своими руками, то можно просто купить котел для бани на дровах, но это потребует гораздо бо́льших финансовых вложений.
Из чего состоит котел
Перед тем, как выбрать готовый котел для бани на дровах или его проект для постройки, необходимо ознакомиться с внутренним устройством системы и составными ее частями. От слаженной работы каждого компонента с остальными зависти общая эффективность конструкции.
В схеме самодельных котлов бани на дровах обязательно присутствуют такие элементы:
- Базовая часть – каменка. Она способствует аккумуляции тепла, вырабатываемого системой. Длительность удержания зависит от общего объема каменной насыпи, способной удерживать тепловую энергию, вырабатываемую дровами.
- Центральный дымоход. Основой его является вертикальная труба, через которую выводятся легкие продукты горения. Также он формирует тягу, обеспечивая циркуляцию воздушных потоков.
- Котлы для бани на дровах в Воронеже, Орле, Самаре или другом городе не обойдутся без водяного теплообменника. В его функции входит нагрев воды для последующего ее использования.
- Проходной туннель с небольшой дверцей позволит топить котлы для бани на дровах, цена которых зависит от конструкции, из предбанника либо из соседнего помещения. Такую дверцу часто изготавливают из жаропрочного стекла.
- Топка (топливник), область, в которой прогреваются дрова или другое имеющееся в наличии твердое топливо. В этой зоне происходит выделение тепла от продуктов горения. Нижняя часть оснащается решеткой из колосников, на которые закладываются топливо для разных, в том числе и чугунных котлов для бани на дровах. Понадобится монтировать дверцу напротив топки, а также сформировать скосы для автоматического скатывания остатков от горения.
- В нижней части котлы бани на дровах (фото представлены на странице) имеют зольник. Они располагается под колосниками и служит для сбора прогоревшей золы, ссыпающейся с топки.
Каждый водяной котел для бани на дровах, смонтированный своими руками может отличаться от аналогов конструкционным расположением отдельных элементов. При этом габаритные параметры влияют на его производительность.
Принцип работы и устройство
Современные котлы для бань на дровах, своими руками сделанные или купленные в специализированном магазине, имеют такой же принцип работы, как и построенные много лет назад. Внутрь топки помещается твердое топливо одним из возможных способов. Вариант зависит от типа печи. Во время горения собирается зола с сажей. Они просыпаются сквозь колосники в зольник. Оттуда остывшие частички удаляются вручную лопаткой.
Теплый воздух, прогреваемый горящими дровами из топки, поднимается вверх, обеспечивая теплом каменку и расположенный на ней слой камней. Последний медленно отдает свое тепло помещению, обеспечивая комфортную температуру для парилки.
Производители предлагают комбинированные котлы для бани на дровах, использующие газ в качестве альтернативного способа нагрева. Однако, не во всех районах есть возможность подключиться к системе газоснабжения, поэтому более популярной является классическая модель на монотопливе.
Отличие между конструкциями котлов в бане на дровах (фото ниже, цена здесь же или на сайте компании производителя) заключается чаще всего в расположении водяного бака.
Есть несколько зон его установки, которые обладают положительными качествами:
- Схемы с выносными баками. Этот тип является наиболее популярной конструкцией. С его помощью удается получать горячую воду, используемую в обогреве остальных помещений постройки. Эта модель позволяет хорошо прогреть воздух внутри, прежде чем вода успеет закипеть. Она востребована в банях, использующих сухой и жаркий воздух. Для материала бака используют качественную нержавеющую сталь. Монтаж осуществляется, как правило, в смежном помещении, а соединение проводится с помощью регистров, или шланга труб. Недостатком конструкции является относительная сложность монтажных работ, дополнительные расходы на регистры и трудоемкость монтажа.
- Наставной бак монтируется непосредственно в камеру к топке. Конструкция является актуальной для печей, изготовленных из труб. Прогрев воды в них осуществляется в верхней точке топки. Однако, это не всегда является эффективным решением. Главное правило, используемое при монтаже таких конструкций – максимальная герметичность для всех швов, что позволит продлить срок службы аппарата.
- Монтаж бака на дымоходной трубе отличается двумя вариантами установки: бак в форме куба или параллелограмма является проходным узлом на крышу или бачок служит проходным узлом через потолок на второй этаж. Емкость обогревается не только за счет теплообмена в трубе, но и благодаря печным регистрам, что позволяет использовать значительные объемы во время нагрева жидкости.
- Навесная конструкция бака предусматривает крепление на стену или другую вертикальную поверхность Вода прогревается внутри за счет теплообмена, получаемого от печных стен. Материал, применяемый для этой конструкции – нержавеющая сталь.
Средние расценки на печи с различным расположением водяного бака
Наименование (бренд)
Тип расположения водяного бака
Источник статьи: http://www.portaltepla.ru/tverdotoplivnie-kotli/kotli-dlya-bani-na-drovah-s-bakom/
