Обогрев воды в бане змеевиком

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

Как сделать горячую воду в бане?

Баня принесет пользу только в том случае, если в ней будет грамотно налажен режим подачи горячей воды.

Для таких целей предлагаются специальные приборы, отличающиеся между собой по конструкции, механизму получения тепла и способам установки.

Все они имеют специфические особенности, которые следует учитывать во время планирования покупки.

Как сделать нагрев от печки?

Вариантов обустройства бани горячим водоснабжением существует несколько. Чтобы выбранный способ соответствовал личным запросам, следует рассказать о плюсах и минусах каждого более подробно.

Самоварный тип бака

Наиболее распространенная модификация, размещаемая на выходном патрубке дымохода. Резервуар может иметь прямоугольную, цилиндрическую, овальную форму.

Нагревается вода при помощи уходящих по трубе дымовых газов, имеющих высокую температуру.

На дне емкости расположен штуцер, в некоторых моделях предусмотрено два экземпляра, чтобы подключить подающую и отводящую линию. Бак оснащен удобным отверстием для залива воды со съемной крышкой.

Объем бака самоварного типа обычно небольшой, максимальные его габариты не превышают 80 литров. Такой вариант идеально подходит для бань среднего размера.

Самое простое решение при наполнении бака водой – использовать обычный шланг, так как высота до заливной горловины будет не меньше 1,5 метров.

Преимущества конструкции самоварного типа:

• быстрый нагрев воды;
• хорошая теплоотдача;
• компактность и эргономичность;
• выбор емкостей любого объема;
• возможность самостоятельно произвести монтаж;
• экономия на дополнительных элементах, таких как ТЭНы или насосы.

Недостатки:

• отсутствие визуального контроля уровня воды и температуры нагрева;
• большой объем и высокое расположение емкости над печью затрудняют процесс заполнения бака;
• невозможность получения сухого пара.

Покупая бак-самовар, необходимо обратить внимание на индивидуальный заводской номер, паспорт и инструкцию по эксплуатации. Их наличие говорит о соблюдении всех технических регламентов при изготовлении.

Поэтапный монтаж бака к печной трубе выполняется по определенной схеме:

1. Демонтировать сегмент трубы до потолочного проходного узла.
2. Приварить к выходному отверстию печи патрубок длиной 8-10 см.
3. Присоединить трубоотвод, проходящий внутри бака, к патрубку.
4. Применить адаптер для стыковки, если диаметр труб не совпадает.
5. Использовать металлические хомуты для крепления труб на участках соединения.
6. Установить бак с таким расчетом, чтобы расстояние между верхней поверхностью резервуара и потолком было не меньше 250 мм.
7. При необходимости в верхней части использовать переходник для основной трубы дымохода либо оставшийся отрезок печной трубы с таким же размером.

Cхема монтажа системы водонагрева с использованием теплообменника «самоварного» типа:

Выносной бак

Данное изделие считается оптимальным решением, когда есть возможность вывести накопительный бак в другие помещения бани. В этом случае вода уже будет нагреваться от теплообменного аппарата, и поступать по медным трубам в вынесенный резервуар.

Однако выбирая, в каком помещении будет находиться бак, необходимо учитывать, что максимальная длина труб не должна превышать 3 м. Рабочий механизм такого устройства достаточно прост и в полной мере справляется с поставленной задачей. Холодная вода опускается в печной теплообменник, а нагретая — поднимается в резервуар.

Емкость имеет два основных элемента – это корпус и дно, соединенные сваркой. Сам резервуар оснащается двумя выходными отверстиями, крышкой и крепежными деталями.

Бак можно подобрать:

1. прямоугольной;
2. овальной;
3. треугольной формы.

Последний вариант отлично подойдет для установки в углу комнаты. Выпускаются модели вертикальной и горизонтальной конструкции.

Преимуществами выносного бака во время эксплуатации считаются:

• надежность и практичность;
• продолжительное держание высокой температуры;
• подходящее решение для создания бани с горячим сухим воздухом;
• одновременный обогрев нескольких помещений.

У этой модели есть свои недостатки:

• не исключается возможность использования насоса для принудительной циркуляции воды;
• медленное нагревание воды в баке значительного объема;
• большое расстояние между баком и печкой снижает отдачу тепла.

Самым главным при монтаже выносного бака является соблюдение очередности сборки, указанной в инструкции:

1. Резервуар должен размещаться так, чтобы его нижний край находился выше теплообменного аппарата.
2. Соединение бака с трубами осуществляется змеевиком.
3. Подключение верхнего и нижнего коллектора емкости осуществляется к соответствующим отводам змеевика.
4. На входе поступления холодной воды ставятся обратный и предохранительный вентили.
5. Для клапанов определяются показатели давления, снижающие угрозу выхода системы из строя.

Встроенный

Встроенная конструкция – самобытный вариант из всех современных видов бака для бани. Она помещается внутри печи и совмещается с топочным отсеком.

Дно емкости в этом случае находится на очень близком расстоянии от открытого пламени, что обеспечивает быстрый подъем температуры и продолжительное сохранение тепла.

Так как бак постоянно соприкасается с огнем, то его стенки и дно должны быть достаточно толстыми. Поэтому наилучшим материалом для встроенного резервуара является чугун с толщиной не менее 5 мм.

Востребованными также считаются баки из нержавейки, имеющие толщину стенок 1 или 1,5 мм. Для данного способа не рекомендуется использовать емкости из эмалированной стали.

Преимущества:

• низкая теплопотеря и быстрый нагрев;
• существенная экономия полезной площади;
• нет необходимости в проведении дополнительных проектировочных работ.

К минусам встроенного бака можно отнести:

• тяжело определить уровень воды и ее температурный режим;
• объем бака зависит от размера печного проема;
• тяжелый пар, образующийся от постоянного кипения, не всегда подходит для парилки.

Монтаж

Бак, встроенный в печь – трудозатратный вариант, который должен быть продуман до проведения кладки кирпичей.

При сооружении важно соблюдать основные моменты:

1. При укладке первого ряда кирпичей предусмотреть окошко для прочистки шахты дымохода.
2. При возведении третьего уровня предусмотреть место для заслонки и дверцы зольника.
3. Выполнить специальную выемку или портал в печи, где будет располагаться водяной бак при желании с входными и выходными клапанами забора горячей воды.
4. Когда кладка будет сделана до верхней точки бака, закрепляются две металлические полосы, обеспечивающие безопасное перекрытие резервуара кирпичом.
5. Верх отсека делается с отверстием для дымоотвода.
6. Вставить соединительную трубу в каменный дымоход.
7. Загерметизировать зазор между трубой и стеной.

Стоит отметить, что такую единую конструкцию можно приобрести в готовом виде. При этом на выбор предлагаются варианты с выходом пара непосредственно в парилку или с отведением за ее пределы.

Еще больше информации о баке, встроенном в печь можно найти в видео:

Нагрев от теплообменника

Агрегаты, работающие по принципу теплообмена, являются наиболее эффективным и простым способом поддержания оптимальной температуры во всех помещениях бани. Рассмотрим самые популярные варианты.

Газовый водонагреватель

Лучшим нагревателем по эффективности системного устройства и расходу топлива являются колонки, работающие на природном газе.

Но, чтобы обеспечить необходимую безопасность при эксплуатации, установку газового нагревателя следует согласовывать с газоснабжающей организацией. Причем получить одобрение нужно до покупки.

Конструкция газовых колонок состоит из обычной горелки и установленного над ней змеевиком, который выполнен в виде радиатора. При движении холодного потока по змеевидному элементу вода равномерно нагревается.

Среди преимуществ данного устройства можно выделить следующие:

• безопасность эксплуатации, так как имеются защитные системы автоматического отключения;
• удобство в использовании, такой способ не требует регулярного добавления топлива;
• быстрый нагрев воды;
• компактность.

У газовых нагревателей есть один недостаток: не все собственники садовых или дачных участков могут провести газовые коммуникации. В большинстве случаев подвод центрального газопровода к бане требует дополнительных затрат и много времени.

Для жителей коттеджей и загородных домов с уже имеющейся газовой сетью вполне доступно установить такие модели, но выльется это в немалую сумму.

Установка

Чтобы подсоединить газовый котел к отоплению, необходимо, в первую очередь, сориентироваться, где у агрегата проделаны патрубки, от которых идет выход к отопительному контуру. Почти все образцы схожи по строению.

В нижней части котла по центру есть патрубок для газопровода, а с левой и правой стороны от него расположены патрубки для подсоединения к водопроводной системе. У торцовой части имеются выходы для закрепления с трубами контура: обратки и подачи теплоносителя к радиаторам.

Этапы проведения монтажных работ:

1. Подготовить место на стене под размещение или площадку из бетона или кирпича.
2. Изолировать стену негорючим материалом или металлическим листом.
3. Отмерить расстояние от места расположения котла до сгораемых конструкций, величина должна быть не меньше 1,5 м.
4. Подготовить отверстие в стене под дымоходную трубу.
5. Создать систему вентиляции воздуха.
6. Поставить газовую конструкцию на подготовленную площадку.
7. Собрать и установить дымоходную трубу.
8. Соединить выходной патрубок котла или печи с элементом дымохода.
9. Закрепить дополнительный слой теплоизоляции в месте прохождения трубы через крышу.
10. Объединить котел с контуром системы водоснабжения.

Дровяной титан

Водогрейные колонки на дровах по своим конструкционным характеристикам достаточно просты. Они выполнены в виде устройства, центральный костяк которого составляет металлический бачок, монтируемый непосредственно в печке. Конструкция дровяного титана оснащена системой патрубков и смесителем, с помощью которого поддерживается комфортный уровень тепла воды.

Устройство имеет цилиндрическую форму и несложную конфигурацию, но бывают прямоугольные бойлеры с удлиненным корпусом.

Сверху дровяной титан оборудован трубой дымохода, через нее дым и продукты горения из топки выходят наружу. Топливом для этих нагревателей служит измельченная древесина, щепки, дробленка, стружка, опилки.

Преимущества дровяного бройлера:

• компактные габариты;
• отличный вариант для бань, в которых нет электричества;
• доступное топливо;
• невысокая стоимость.

Кроме перечисленных достоинств, схема с твердотопливным дровяным котлом имеет некоторые недостатки:

• нужен присмотр за работающим устройством;
• повышенный расход топлива.

Установка дровяного котла

Особое значение имеет фундамент для котла. Если устанавливается напольный котел с мощностью до 50 кВт, то для основания применяется цементно-песчаная стяжка.

Однако при монтаже оборудования с большими габаритами придется делать остов из бетона, который будет выступать на 30 см по периметру котла. Оборудование запрещено устанавливать на деревянный фундамент.

Любой отопительный котел, в котором предусмотрено сжигание топлива, оснащается дымоходом. Расположение этой детали указывается на этапе проектирования.

Если дымоход не был включен в проектную документацию, то его можно сделать самостоятельно из кирпича или специальных материалов.

После всех предварительных и проектировочных работ можно приступать к монтажу:

1. Измерить расстояние между расположением котла и стенами, оно должно быть не менее 1,5 м до незащищенных поверхностей и от 25 см до защищенных.
2. Поместить оборудование на подготовленную основу и зафиксировать ровное положение с помощью регулируемых ножек или специальных подкладок.
3. Собрать и установить приставной внешний дымоход с выведением его в обустроенное отверстие в крыше.
4. Подключить элементы безопасности и произвести врезку труб, идущих к радиатору.
5. Соединить дымоходный канал с патрубком от котла с помощью тройника.
6. Обработать жаростойким герметиком все зазоры и места соединений.
7. Закачать воду в систему, чтобы проверить места утечек или неисправностей.

Электрический обогреватель

Электрообогреватели для бань подразделяются на:

• накопительные бойлеры
• устройства с проточным принципом действия.

В жилых районах с пониженным напряжением в электрической сети выгоднее будут накопительные бойлеры.

Такой обогреватель представляет собой теплоизолированную металлическую емкость, объем которой может быть от 30 до 200 литров.

Внутренняя начинка резервуара состоит из ТЭНа и термоизмерительного прибора.

Наиболее значимые преимущества:

• усиленное защита токопроводящих жил силового кабеля;
• эстетичное оформление;
• различные модификации.

Недостатки в основном относятся к нагревателям проточной воды, среди которых:

• перерасход электроэнергии;
• эксплуатация в банях только с новой мощной проводкой.

Подробные описания по монтажу изложены в прилагающемся паспорте к каждому электронагревателю. Изделия от разных производителей могут иметь отличия, но они незначительны.

Чаще всего схема установки включает следующие правила:

• нельзя прятать трубы водопровода между отделочными панелями и стенами бани;
• трубопровод холодной воды должен находиться во вспененном полипропилене;
• не стоит забывать об уклоне труб, он обеспечивает полный слив воды;
• в бане должно быть заземление, так как сочетание высокой влажности и электричества повышает опасность воздействия тока на посетителей.

Для безопасного монтажа и подключения электрического котла к отопительной системе в бане следует придерживаться следующей схемы:

1. В зависимости от модели конструкцию устанавливают на полу с закреплением снизу металлического поддона или размещают на стене при помощи крепежных деталей.
2. Обеспечивается правильное горизонтальное расположение с помощью специальных приборов.
3. Защищаются контактирующие деревянные поверхности от котла антипиренами.
4. Оснащаются входные подводки резервуара запорными шаровыми кранами, грязевиком и фильтром.
5. Состыковываются входящие и выходящие трубы с помощью муфт.
6. Соединяется обогреватель с распределительным щитком отдельной веткой электрокабеля.
7. Подключается к проводке устройство защитного отключения и оснащается выключателем.
8. Для сохранности прибора и защиты здоровья посетителей бани проводится заземление оборудования.

Заключение

Модернизация банных комплексов в различных направлениях привела к тому, что изменения коснулись и печного оборудования. Современные системы обогрева воды стали не только проще в обслуживании, но и отличаются усовершенствованным функционалом, а их монтаж не занимает много времени.

Поэтому, подбирая оптимальный вариант под конкретные задачи, не придется сталкиваться с разного рода неожиданностями. Главное не пренебрегать общими правилами проведения монтажных работ, тогда горячей воды в бане хватит с лихвой.

Источник статьи: http://o-vode.net/vodosnabzhenie/gvs/v-bane