Отопление предбанника от дымохода

Теплообменник на трубу дымохода

Печи на твердом или жидком топливе дают большое количество тепла, однако немало его уходит беспрепятственно в трубу. Не потерять полезную энергию и перестать отапливать улицу поможет теплообменник на трубу дымохода. Простое и компактное устройство способно повысить теплоотдачу фактически на треть, не снижая характеристик самой печи, однако следует учесть целый ряд факторов, таких как поддержание нормальной тяги и возможность чистки дымохода, чтобы не попасть впросак с теплообменником.

Принцип работы

При горении жидкого топлива или угля, особенно в самодельных печах, на входе в дымоход температура газов достигает 600°С и даже выше. Для поддержания активной тяги такие температуры не нужны, они только ухудшают ситуацию. Ничто не мешает забрать часть тепла без ущерба для функционирования печи и отдать воздуху в помещении или воде в системе отопления или ГВС. Так если снизить температуру газов с 600°С до 400°С, то в зависимости от качества теплообменника и объема протекающих газов мощность нагрева может достигать нескольких киловатт.

Задача заключается в том, чтобы обеспечить активный теплообмен между перегретыми газами, вырывающимися из стопки, и целевой средой: водой или воздухом. Ключевой является площадь контакта. Располагать, например, воздуховоды или змеевик водяной трубы внутри дымохода не лучшая идея, даже с учетом всех остальных особенностей любые объекты в канале будут способствовать лишь образованию сажи и конденсата, что быстро выведет из строя дымоход и соответственно превратит работу печи в опасное для окружающих мероприятие.

Есть три оптимальных варианта для теплосъема с дымохода:

• Змеевик вокруг дымохода.
• Водяная рубашка. Поверх трубы дымохода одевается цилиндр большего диаметра и заполняется теплоносителем. Разбивка канала дымохода на группу каналов меньшего диаметра позволяет повысить площадь контакта.
• Тормоз для дымохода. Канал дымохода формируется в виде змеевика, лабиринта, по которому движение газов замедляется, что увеличивает теплоотдачу.

Первые два варианта подойдут для формирования водяного контура и использования тепла в системе отопления или ГВС. Третья конструкция больше подходит для локального обогрева воздуха.

У всех типов теплообменников есть особенности, которые не стоит игнорировать. Если нагреваемой средой является вода, то возникает проблема с чрезмерным теплообменом. Когда дымоход уже горяч, и печь активно топится, подача в теплообменник холодной воды вызывает резкое понижение температуры стенок дымохода. Это неизбежно приводит к конденсации влаги из отработанных газов на стенках дымохода, и, как следствие, происходит быстрое заполнение канала гарью и золой. Чтобы справиться с этим, необходимо снизить скорость теплообмена и разницу температур.

Воздушный теплообменник

Наряду с высокой производительностью получить долговечность очень сложно. С одной стороны увеличение площади контакта теплообменника и дымохода увеличивают выход тепла, с другой стороны чрезмерный забор тепла грозит большими проблемами вплоть до полного выхода дымохода из строя.

Оптимальные характеристики теплообменника для дымохода:

1. Водяной контур должен снабжаться отдельным теплоаккумулирующим баком, исключая подачу холодной воды непосредственно на теплообменник.
2. Конструкция теплообменника должна быть легкосъемной, для чистки и обслуживания.
3. Мощность теплообменника подбирается исходя из реальных показателей печи и дымохода так, чтобы температуры газов выше теплообменника было достаточно для поддержания тяги.

В качестве материалов для теплообменника лучше выбирать нержавеющую сталь, способную выдержать резкие перепады температур. Внутренняя поверхность теплообменника, контактирующая с дымом по возможности должна быть идеально гладкой, чтобы конденсат даже при появлении срывался в конденсатосборник, не создавая лишних проблем.

Самодельные теплообменники для дымохода часто собираются без учета этих требований и без предварительного расчета, от чего возникает масса проблем, как с нагревом воды, так и состоянием дымохода.

С воздушными теплообменниками все обстоит проще. Если не подавать большой объем холодного воздуха с улицы, а использовать его для подогрева внутреннего объема в помещении, то перепада температур не будет достаточно для активной конденсации.

Для отопления

Для организации водяного отопления в доме теплообменник для дымохода будет отличным решением, но только при наличии теплоаккумулирующего бака. Для обогрева дома нет нужды постоянно нагревать холодную воду, теплоноситель в системе теряет после прохода контура 20-25°С и только. Соответственно снижается риск образования конденсата на поверхности дымохода.

Самый простой вариант теплообменника – змеевик из медной трубки, закрученный по спирали вокруг дымохода. Длина трубки не должна быть слишком длинной, учитывая даже маршрут до котла и обратно, и зависит от ее диаметра. Если взять, например размер ¼ дюйма, то желательно ограничиться протяженностью в 3,5-4 метра. Так можно будет обеспечить нормальный теплообмен с естественной циркуляцией воды в контуре «теплообменник — накопительный бак».

Если нет возможности установить котел близко к печи, то лучше использовать циркуляционный насос и принудительно прокачивать воду через теплообменник, тогда длина трубки уже не имеет особого значения. Использовать пайку или каким-либо образом улучшать контакт змеевика и дымохода не нужно. Слишком хороший теплоперенос больше сыграет в минус.

Большую теплоотдачу позволяет получить водяная рубашка, конструкция в которой поверх секции дымохода оборудуется внешний цилиндр, и вода заливается между ними. Секцию дымохода можно заменить на сборку труб меньшего диаметра, например 5-6 штук, так, чтобы их суммарное сечение равнялось каналу дымохода или немногим превышало его.

Основная сложность заключается в определении мощности теплоотдачи. Фактическое значение получается только на практике, и такой вариант мало кого устроит. Приблизительно можно подсчитать исходя из температуры горячих газов на выходе печи и по прохождению теплообменника. Удельная теплоемкость уходящих горячих газов составляет приблизительно 1,042 кДж/кг*К, чуть выше, чем насыщенный водяными парами воздух. В зависимости от перепада температур на входе и выходе теплообменника, площади контакта подсчитывается мощность.

Удельная теплоемкость воды 4,183 кДж/кг*К. Допустим перепад температур 150 градусов, тогда с каждого килограмма выходящего дыма можно нагреть килограмм или литр воды на 38°С. Далее вступает в расчет объем проходящих газов и КПД теплообменника, который, по факту, не превышает 60%.

На практике небольшой дом или соседнее помещение проще обогреть с помощью воздушного теплообменника для дымохода. В нем применяется тот же принцип, что и в водяной рубашке, только в пространство между группой труб пускают газ от печки, а саму конструкцию ориентируют перпендикулярно дымоходу. Получается, что дым обтечет трубки теплообменника и нагревает воздух в них, дальше путем принудительного вентилирования он подается по воздуховоду в другие комнаты дома.

Для банной печи

В бане использовать тепло от дымохода актуально только для ГВС или приспосабливать отопление воздушное. Воздушный теплообменник будет актуален в первую очередь для прогрева предбанника и раздевалки и других банных помещений, кроме парилки, где и так достаточно тепла от самой каменки.

Контур ГВС актуален для отдельно стоящего здания бани. Достаточно установить небольшую по объему емкость под потолком в соседней к парилке комнате и с помощью теплообменника нагревать воду в нем.

Монтировать контур отопления на основе теплообменника для дымохода, по меньшей мере, не актуально. Он по определению слишком завышен для обеспечения естественной циркуляции, а установка циркуляционного насоса и соответственно захолаживание стенок дымохода скажутся на тяге. Все упирается в повышенную теплоемкость любого, даже самого примитивного контура водяного отопления.

Недостатки

Основная сложность с теплообменниками для дымохода состоит в отсутствии адекватного регулирования мощности, нет хорошо отработанных способов прекратить нагрев теплоносителя или воды ГВС во время работы печки. Если просто перекрыть контур с водой, то остаток в теплообменнике может закипеть и разорвать дымоход и корпус устройства. Нужно полностью сливать жидкость.

Кое-как ограничивать мощность можно с помощью заслонок, но тогда пострадает тяга и отрегулированная работа самой печки. Обходной путь, фактически байпас, существенно усложняет конструкцию дымохода и делает его чрезмерно объемным.

Все сводится к простой идее. Не нужно мириться с потерей тепла, которое уходит в трубу. Но при установке теплообменника стоит учитывать, что он может играть лишь вторичные роли, как в отоплении, так и в горячем водоснабжении, существенно снижая нагрузку на основной источник тепла. При выборе актуальной модели необходимо тщательно подбирать мощность и режимы работы, чтобы не испортить условия эксплуатации самой печи.

Источник статьи: http://udobnovdome.ru/teploobmennik-na-trubu-dymoxoda/

Как обогреть и утеплить холодный предбанник зимой

От комфортной температуры в бане зависит качество банных процедур. При строительстве бани многие не задумываются об обогреве предбанника, а зря. Необходимость переодеваться в ледяном помещении не имеет ничего общего с контрастным душем, купанием в проруби или обтиранием снегом. Летом проблема не так заметна, зато зимой вопрос холодного предбанника становится актуальным, особенно, если в семье есть маленькие дети.

Теплый предбанник

Больше всего вариантов обогрева предбанника можно применить в процессе планирования бани. Предварительный анализ возможностей поможет грамотно выбрать банную печь, которая будет выполнять функции каменки, и прибора, отвечающего за тепло в остальных банных помещениях. На этапе отделки можно создать систему дополнительного отопления.

Если с проблемой холодного предбанника хозяева столкнулись постфактум, и помещение уже нуждается в обогреве, следует модернизировать его с минимальным вложением времени, сил и средств. Независимо от того на каком этапе строительства находится банное помещение, можно организовать обогрев предбанника своими руками или при помощи специалистов.

Схема утепления стен предбанника

Чтобы понять, как это сделать правильно и какую систему отопления выбрать, следует рассмотреть основные составляющие теплого предбанника и провести анализ отопительных приборов, позволяющих обогреть помещение.

Основные составляющие

Чтобы обогреть предбанник качественно, с минимальными потерями тепла, следует учитывать все нюансы отделки помещения. Без тщательного утепления никакой отопительный прибор не будет иметь должного эффекта. Выбор отопительного прибора также должен быть досконально продуман. Правильно подобранная банная печь способна отопить не только парилку и предбанник, но и создать комфортные условия в помывочной или комнате отдыха, если таковые имеются. Если замена печи представляется делом хлопотным и дорогостоящим или невозможна по каким-то другим причинам, можно использовать дополнительные приборы и способы отопления предбанника.

Пример устройства кирпичной печи для отопления предбанника

Рассмотрим все составляющие теплого предбанника по порядку.

Утепление помещения

Чтобы обогрев предбанника был эффективным, необходимо утеплить помещение таким образом, чтобы избежать теплопотерь. Особое внимание при утеплении следует уделить полу и потолку, чтобы холодный воздух от земли и чердачного пространства не мог проникнуть внутрь.

В качестве материала для постройки бани чаще всего используется бревно. Если его диаметр достаточно большой и стыки хорошо проконопачены, дополнительного утепления стен может не потребоваться. Если же предбанник выполнен из тонкого бруса или сделан в виде деревянной каркасной бани, то стены будут нуждаться в утеплении. Принцип отделки основных плоскостей практически одинаков. Сначала настилается пароизоляция, затем укладывается слой утеплителя, на него – гидроизоляция.

Пример гидроизоляции пола при постройки бани

Финишным слоем служит материал, выбранный для декорирования. Его роль при утеплении пола в предбаннике часто играет половая доска, для потолка и стен подойдет брус, вагонка, блокхаус. Бетонные полы лучше не использовать – в зимний период такой пол всегда будет холодным. Исключение составляют бетонные полы, в которые вмонтирована система отопления пола.

Теплый пол

Обогрев пола предбанника — важная составляющая комфортных банных процедур. Современные технологии позволяют организовать теплые полы, работающие от разных тепловых источников. На этапе строительства бани можно создать водяной теплый пол, который будет нагреваться, пока будет топиться печь. Система теплого водяного пола, работающего от энергии печи, состоит из аккумуляторного бака, теплообменника и непосредственно печи. Обеспечить циркуляцию воды в трубах следует при помощи насоса.

Пример устройства теплого пола в предбаннике

Если не использовать незамерзающие жидкости, воду из системы придется наполнять и сливать каждый раз, когда возникнет необходимость пользоваться баней, либо подтапливать помещение всю зиму, чтобы не допустить замерзания.

Устройство водяного пола от печки требует учитывать тонкости работы системы. Основные отрицательные факторы, благодаря которым все больше хозяев склоняются в пользу других видов полов:

• высокая температура нагрева (труба в полу может чересчур сильно нагреваться, так как вода в ней может достигать кипения);
• сложности, связанные с периодичностью нагрева (в морозы существует вероятность разрыва труб, даже при заливке в них тосола);
• необходимость выделить дополнительную площадь (для теплого пола придется создавать отдельный контур, который потребует размещения дополнительного бака печи);

Дополнительный бак для устройства теплого пола в предбаннике

уменьшение КПД печи (нагрев дополнительного бачка потребует от печки дополнительных затрат энергии, что отразится на обогреве остальных помещений);

значительные временные затраты (обогрев пола до комфортной температуры по данной технологии требует времени).

Учитывая, что современные технологии позволяют создать теплый пол, избежав такого количества трудозатрат и обеспечить его безопасное и, главное, контролируемое функционирование, конструкция водяного пола, работающего от печи, применяется довольно редко. Теплый пол, работающий от электричества по ИК-технологии, или по принципу конвекции привлекателен тем, что при его монтаже нет необходимости переделывать уже построенную печь. Наличие газа и финансовых возможностей позволяет некоторым хозяевам создать водный пол предбанника, основанный на работе газового котла.

Процесс монтажа водяного пола в предбаннике

Однако значительные вложения, которые требуются при таком варианте, едва ли оправданы при использовании бани один – два раза в неделю.

Отопление

Газовое отопление — возможный способ обогрева предбанника. Однако, по указанным выше причинам такой вид отопления больше подходит для коммерческих помещений, при которых баня используется постоянно.

А также вариант подойдет в том случае, если баня является частью жилого дома, когда помещения комнат и бани могут отапливаться одновременно в период осеннее — зимнего сезона.

В отдельном строении положительную температуру предбанника можно создать от печи и электричества. Речь идет именно об организации отопления, а не о нагреве, который может дать кирпичная печь. Варианты устройства отопления:

• водяное, работающее при топке банной печи;
• паровое, на базе печки;
• при помощи конвекторов;
• с использованием ИК-нагревателей;
• установка отдельной печи в предбанник.

Водяное

Тот факт, что вода в трубах будет сильно нагреваться – это большой плюс печного отопления, в отличие от водяного пола. Все остальные минусы останутся. Потребуется антифриз и циркуляционный насос для обеспечения безопасной работы системы. Необходимо будет снабдить печь теплообменником и дополнительным баком, сократив свободную площадь помещения. Топить печку придется заранее, с учетом времени, необходимого для нагрева системы и всего предбанника.

Паровое

Принцип работы паровой системы основан на движении пара. В теле печи устанавливаются теплообменники, где происходит нагревание воды до температуры кипения. Вода превращается в пар, который и нагревает систему труб или радиаторов.

Простая схема устройства парового отопления

Там происходит конденсация, пар преобразуется обратно в воду и стекает в бак, откуда вновь поступает в теплообменник.

Преимущества парового отопления перед водяным:

• более быстрый нагрев помещения (теплоотдача данной системы выше, скорость нагрева помещения может в три раза превышать темп обогрева при водяном отоплении);
• эргономичность (не требуется монтаж громоздкого оборудования);
• безопасность (отсутствует риск разрыва труб от резкой перемены температуры).

Учитывая, что лучшим вариантом устройства парового отопления является монтаж теплообменников в тело печи, вариант не подходит для тех, кто хочет модернизировать печь. Существующая кирпичная конструкция при таком варианте отопления должна строиться изначально с теплообменниками.

Схема устройства теплообменника в бане

В противном случае, придется разбирать действующую печь и строить новую.

Конвекторы

Достаточно популярен способ обогрева предбанника с помощью конвекторов. Обусловлен он широким распространением и рекламой приборов, которые позволяют создать в помещении комфортную температуру.
Использование конвекторов на практике имеет ряд недостатков:

• необходимость постоянного использования (конвекторы плохо справляются с нагревом холодного помещения, в большей степени они предназначены для поддержания температуры);
• недостаточный нагрев (если потолки предбанника высокие, а теплый пол не смонтирован, есть вероятность, что теплый воздух от конвекторов не будет доставать до пола);
• вопрос затрат (отопления конвекторами не дешевое удовольствие).

В остальном система конвекторного отопления весьма неплоха.

Пример размещения конвекторов отопления в предбаннике

Для небольшого помещения предбанника может быть достаточно одного прибора, что позволит существенно сэкономить.

ИК-нагреватели

Быстро нагреть холодное помещение можно при помощи ИК-нагревателей. Варианты данных отопительных приборов различны и позволяют подобрать модель, которая идеально впишется в интерьер предбанника. Недорогие модели тепловых завес вряд ли смогут быстро создать комфортную температуру. Зато каменные образцы позволят создать в предбаннике идеальные условия для его владельцев. Кроме того, они экономичны и способны долго удерживать тепло.

Отдельная печь

Достаточно простой способ обогреть предбанник, это поставить там отдельную печь или бытовой обогреватель. В этом случае можно нагреть помещение довольно быстро. При выборе прибора следует помнить, что масляные и керамические обогреватели весьма энергозатратны, и счет за электричество может омрачить комфорт от их использования.

Более экономичный вариант — установить небольшой дровяной котел. Подойдет также прибор, растопка которого потребует другого твердого топлива, например, угля или топливных брикетов. Цена на топочный материал, такой как дрова, уголь и брикеты, по сравнению с затратами на электрические приборы невелика и позволит значительно сэкономить.

Пример отдельной печи камина в предбаннике

Если баня ещё строится и есть возможность спланировать тип и расположение печи – это лучшие условия для выгодного устройства отопления всех помещений бани за её счет, не прибегая к дополнительным вариантам обогрева.

Выбор отопительного прибора

Выбрав правильную конструкцию печи для бани можно сразу решить проблему обогрева предбанника.

Металлическая печь

Если печь металлическая, но значение будет иметь не столько конструкция, сколько её расположение, относительно парилки и предбанника. Если топка будет обустроена в последнем, можно успешно отапливать небольшое помещение.
Металлическая печь с топкой из предбанника имеет свои недостатки:

• небольшая площадь обогрева;
• короткий период обогрева (в помещении будет тепло, только пока горят дрова, как только печь нагревается, и поленья начинают тлеть, температура в помещении начинает снижаться);

Схема устройства металлической печи для предбанника

вариант хорошо подходит для сруба, при этом плохо нагревает помещения из блоков или кирпича.

Скорость нагрева и его площадь во многом будет зависеть от ширины и конструкции топочной дверцы. Чем она больше, тем интенсивнее будет нагрев. Ещё больше увеличит нагрев установка топочной дверцы со стеклом. Интересен вариант отопления предбанника за счет конвекции печи. Для этого используется система, состоящая из нескольких тонких труб, расположенных над топкой, которые выходят в предбанник. Внутри печи трубы закольцованы, проходят вдоль всей топки и соединены с каменкой снизу. При попадании на камни воды внутри труб образуется горячий воздух, который выходит в предбанник из свободных концов труб.

Схема устройства теплообменника в предбаннике

Такая система может быть организована как в металлической конструкции, так и в кирпичном варианте печи.

Кирпичная печь и её варианты

Лучшим вариантом, позволяющим обогревать предбанник, а также другие банные помещения, включающие помывочную и комнату отдыха, может стать большая кирпичная печь или банный комплекс.

Использование кирпичной печи в бане с топкой в предбаннике позволяет расположить конструкцию таким образом, что одна её сторона, включая топку, будет находиться в помещении предбанника, часть с баком – в помывочной, а каменка – в парилке.

Для отопления большой комнаты отдыха можно дополнить кирпичный печной комплекс закрытым камином, который будет не только обогревать помещение, но и создаст в нем особую атмосферу.

Источник статьи: http://proekt-sam.ru/banya-bassein/obogrev-predbannika.html