Теплообменный аппарат для печи для бани: особенности и виды
Теплообменные аппараты – устройства, в которых тепло подается от одного вещества иному. В печах для бани энергия горячего воздуха подается воде, которая расположена изнутри. Второе наименование подобных устройств – гидроконтур. Сами данные устройства могут быть различных форм и типов. Применяться могут как для организационных работ водяной системы отопления, так и для получения горячей воды.
Чтобы нагреть воду в печах для бани чаще встречается маленькой бачок или железная выгнутая труба (полотенцесушитель), размещенные изнутри камеры сгорания, но которые не имеют непосредственного контакта с огнём. Существует еще один вид – водяные рубашки.
Банные печи с теплообменным аппаратом могут не только согревать воды для душа, но и для водяной системы отопления
Рабочий принцип водяного трубного змеевика выстраивается на том факте, что вещество (в этом случае вода) более большой температуры подымается вверх. Так как система собой представляет закрытый контур, то происходит постоянный круговорот воды: горячая подымается вверх по одной трубе, вместо нее приходит прохладная по другой. Подобным образом, поэтапно происходит температурное увеличение во всей системе. Время нагрева при этом зависит от большого количества самых разных факторов:
Теплообменник-змеевик из меди
- от исходной температуры (во время зимы, когда жидкость прохладная времени требуется больше);
- объема воды в системе;
- мощности печи и интенсивности горения.
Полотенцесушитель для печей
Один из незамысловатых в изготовлении теплообменных аппаратов – полотенцесушитель. Все что необходимо – найти трубу из достаточно пластичного металла. Очень часто применяется медь или алюминий, так как оба металла стойки к коррозии и гнутся без особых усилий. После труба выгибается, причем форма как правило может быть каждая.
Для того чтобы вода активно передвигалась самостоятельно (без насоса) общая длина змеевика не должна быть больше 3 метров (это с учетом соединения до выносного бачка). Создавая собственный теплообменный аппарат, «примеривайте» его к печи: он не должен контактировать с открытым пламенем, а разогреваться должен жарким воздухом. На концах режется внешняя резьба, к которой после присоединяются через фитинги выносной бачок.
Полотенцесушитель может находиться не только изнутри камеры сгорания, но и с наружной стороны. Обматывать печку навряд ли стоит, а вот железный дымотвод подогревать воду достаточно будет хорошо. Ведь если печь без камеры дожига, то температура на выходе камеры сгорания может быть до 500 о С. Пример подобного трубного змеевика на трубе обращаете внимание на фото.
В упрощенном варианте теплообменный аппарат как правило имеет вид подковы. Тогда задействовать можно и нержавеющую сталь – так ее можно согнуть. К примеру, на видео ясно видна аналогичная форма, которую применяли в банной печи «Витра» (видео о том как перенести теплообменный аппарат в печи Vitra с левой боковой панели на правую ищите в конце публикации).
Самый простой вид трубного змеевика для банной сети — изогнутая трубка с резьбой на концах
Один из видов змеевика – регистр. Это, в основном, сварная конструкция из труб, которая часто напоминает чем-то отопительные. Регистр для печи для бани очень часто варят из нержавеющей стали, так как только она может долгое время переносить жёсткие эксплуатационного условия. Сварные конструкции имеют внушительный размер и вес, и потому их очень часто устанавливают кирпичных печах. В печи из железа не всегда есть возможность определить место для локации маленькой трубки-теплообменника, не то что большой сварной конструкции. А во время проектирования кирпичных печей для бани необходимо выделить место и под регистр.
Теплообменник-регистр. Такой в готовую печь из металла не поставишь. Это разновидность либо для самодельной печи из железа либо для кирпичное (скорее так судя по размеру)
Порой теплообменный аппарат сделан в виде маленькой емкости с водой (объем до 3-х литров), который также размещается изнутри камеры сгорания без непосредственного контакта с огнём. Смысл его работы ничем не отличается от других. Чтобы служил такой бачок-теплообменник длительнее, во время изготовления собственными руками, попытайтесь выполнить конструкцию таким образом, чтобы было как можно меньше швов сварки. К примеру, берите лист нержавеющей стали (толщины 1-2 мм достаточно) и на листогибе придайте требуемую геометрию. На корпусе шов будет только один, плюс приварены будут панели находящиеся сбоку и входные отрезки трубы.
Теплообменный аппарат для печи для бани фирмы «Ермак» — оригинальная конструкция
Изготавливая любой из теплообменных аппаратов, размещенных изнутри камеры сгорания, необходимо помнить, что отбирать без вреда для обогревания помещения они могут не больше 10% мощности печи. Так что очень большие регистры делать нецелесообразно. Их и поставить тяжело и они отрицательно скажутся на температуре воздуха в сауне. Лучше высчитать систему таким образом, чтобы можно было за все время посещения бани разогреть воду пару раз: вам ведь не требуются сразу 150 литров горячей воды? В первую очередь нужно чуть-чуть горячей воды чтобы запарить веники, потом немножко побольше, чтобы помыться перед парилкой, и потом еще определенное количество, чтобы ополоснуться. В результате, необходимы, может и 150 литров горячей воды, но дозами. Так для чего делать систему на 150 литров и ожидать пару часов, пока она будет подходящей температуры, если можно создать бачок на 50-70 литров и пару раз подогреть в нем воду, которая будет расходоваться если для этого есть необходимость…
Водяная рубашка
Просто реализовывается еще 1 теплообменный аппарат – водяная рубашка (гидроконтур) на трубу. На участок дымоотвода наваривается труба большего размера с 2-мя патрубками для подачи/водоотведения. Рабочий принцип все тот же: горячая вода поднимается вверх, вниз поступает из выносного бачка более прохладная вода.
Принцип организации водяной рубашки на трубу и ее подключение к выносному бачку
Такой способ более интересен по определенным причинам:
- нагрев происходит благодаря тепла, которое раньше просто улетало;
- выполнить такой теплообменный аппарат собственными руками нетрудно, хотя есть и заводские варианты;
- установить можно на любой железный дымотвод и для этого не надо демонтировать печь и делать в ней отверстия;
- теплообменный аппарат на трубе предупреждает проникновение газов из дымоотвода в пространство помещения.
Все данные плюсы выполняют данное устройство достаточно красивым. Однако есть у подобного решения и минусы:
- требуется абсолютная герметичность швов;
- при добавлении холодной воды может появляться конденсат;
- заливать воду в разогретую систему нельзя – может из-за температурной разницы порвать стены дымоотвода.
Гидроконтур на печь выполняется подобно, но в данном случае в емкость с водой выстраивается вокруг корпуса. Почти всегда такой теплообменный аппарат выполняют на круглые печи. Самое первое, можно выбрать трубу больших размеров и прикрепить днище и верх, что навряд ли получится с прямоугольными печами, и второе, по кругу вода двигается легко и система эффектна, чего сложно достигнуть при квадратном кожухе.
Теплообменный аппарат открытого сифонного типа
Более интересный и успешный вариант подогревать воду на печи, но не самый популярный. В печь вваривается наклонная труба, запаянная на конце. Ее второй конец — открытый срез — приварен снизу бачка с водой. Когда вода налита в бачок, часть ее проникает в трубу, размещенную в печи, где она нагревается аж до кипения. Выдиляющийся при кипении пар пузырьками подымается вверх. Попав в холодную среду пузырек лопается, передавая большую часть тепла находящейся вокруг воде. Стоит еще сказать что перенос тепла происходит благодаря все такой же конвекции (движения горячей воды вверх, а холодной вниз).
Сифонный теплообменный аппарат. Успешный вариант, но нечасто применяется
Одно из функциональных воплощений подобного трубного змеевика показаны на фото. Конструкция несколько изменена, однако принцип остался тот же.
Теплообменный аппарат для печи для бани изготовленный собственными руками
В данном варианте бачок размещается на подставке в соседнем помещении. В стене и в одном боку печи проделано отверстие (печь стоит боком). Длина трубы подобная, что она чуть не достает до противоположной стены камеры сгорания. Труба на конце запаяна, отверстие в печи несколько большего размера, чем диаметр отрезка трубы, не заизолирован и не уплотнен. Входное отверстие расположено очень низко – прямо на этот оригинальный теплообменный аппарат кладутся дрова, а потом после прогорания если понадобится на нее нагребаются угли.
Как объединить теплообменный аппарат с бачком для воды
Хозяин подобного водяного трубного змеевика сифонного типа уже больше 6 лет применяет этот аппарат. Говорит, что дым не проникает в пространство помещения. Порой, если в парилку слишком резко закрыть дверь, может маленькая часть дыма вырваться, однако это происходит чрезвычайно редко и не приносит каких-нибудь неприятностей. Бачок не предлагает делать большим – удобнее пару раз заливать воду, чем ожидать, пока нагреется большой ее объем. Бачок на фото имеет объем порядка 50 литров.
Чем и как объединять выносной бачок и теплообменный аппарат
Хотя температура воды в теплообменном аппарате при любой его конструкции не подымается выше 100 o C, отрезки трубы могут разогреваться до более больших температур – они контактируют со стенкой печи. Потому неплохо бы ориентировочно 40-50 см от них ставить трубы из металла. Наверняка, все та же нержавеющая сталь будет лучше: черный металл будет ржаветь, медь и алюминий – возможно, но очень сложно. Дальше можно применять трубы из металлопластика для горячей воды, возможно применение волнистых или гнущихся шлангов в обмотке (которыми подсоединяют электрические водонагреватели). Диаметр — дюймовые или ? дюйма. Меньший нежелательно – вода будет плохо циркулировать: в теплообменном аппарате будет кипеть, а в бачке остается холодной.
Для уплотнения крепёжных соединений в виде резьбы используйте необходимые средства, которые держат большие температуры (к примеру, тангит). При эксплуатации соединителей типовые прокладки заменяйте самодельными из паронита.
Подсоединяя теплообменный аппарат на трубе или в печи с выносным бачком, в первую очередь 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 необходим — если вода застаивается, она приобретает зловонный запах.
Еще 1 невидимый момент: трубы на горизонтальных участках должны содержать маленькой уклон в сторону печи. Невидимый момент маленький, но на работоспособности системы проявляется достаточно сильно. Потому обеспечьте маленький наклон (1-5 градусов).
Как установить теплообменный аппарат для бани собственными руками
Хорошо выбранное оборудование для бани позволяет удобно ею пользоваться. Но загружать разными электрическими водонагревателями, печами, каменками и прочими устройства ее не стоит.
Сегодня взамен этого установить можно теплообменный аппарат для бани, который станет разогреваться от ключевой печи.
Теплообменный аппарат собой представляет бачок с водой, к которому подводится циркуляционный провод труб. Труба проходит конкретно через печь либо есть добавочный бак, в котором нагревается вода и поэтапно двигается в теплообменный аппарат. Сейчас сегодняшние системы укомплектовываются добавочными насосами для ускорения процесса нагрева жидкости.
Ставить оборудование насоса стоит исключительно в случае, если горячая вода требуется не только для трубного змеевика, но и для душа, системы обогрева и так дальше. Есть два ключевых типа конструкций:
- 1. Наружный теплообменный аппарат. Есть специализированный бачок, который фиксируется на поверхность стены, от него отводится провод труб, который проходит через печь или опоясывающий дымотвод. Подобным образом, вода, нагреваясь в трубе, двигается в теплообменный аппарат и происходит процесс циркулирования.
- 2. Внутренний теплообменный аппарат. Бачок монтируется в печь, в этом случае происходит максимально быстрый нагрев воды.
Любой вариант оборудования имеет собственные минусы и плюсы, которые крайне главное не забыть учесть при выполнении расчетов. Также нужно отметить, что делать теплообменный аппарат для печи для бани собственными руками не рекомендуется, либо необходимо держаться строгого регламента, который применяют профессионалы. Все материалы необходимо покупать через специальные магазины, которые обещают качество продукции и всего оборудования.
На данное время особенности конструкции трубного змеевика похожи с простым традиционным отоплением в личном доме.
Это говорит про то, что при правильной установке система отслужит длительный срок. Единственным плохим качеством можно назвать тот момент, что бачок будет разогреваться лишь тогда, когда не прекращает работу печь. Если поставлена атмосферная горелка, то представленные минусы можно убрать.
Для того чтобы правильно высчитать и учесть все тонкости системы, необходимо выбрать оборудование, трубный диаметр и высчитать хорошую протяженность всего трубопровода. В результате получится получить не только горячую воду, подходящую для душа, но и обогрев не только для бани, но и для смежных построек.
Практичным теплоснабжение в бане через теплообменный аппарат будет при следующих условиях:
- 1. Самая большая трубопроводная длина не должна быть больше три метра. Другими словами это расстояние трубы от трубного змеевика до отопительного радиатора.
- 2. Трубы необходимо выбирать с диаметром больше 1 дюйма. Чем больше труба, тем лучше происходит движение воды по замкнутому контуру, становится больше нужная площадь, от которой также идет тепло.
- 3. Бак расширительный обязан быть открытым. Постоянное поступление воздуха обеспечивает нормальную циркуляцию, более успешный нагрев воды и так дальше.
Принимая к сведению перечисленные выше нюансы, вся система будет работать хорошо даже при отсутствии насоса циркуляционного.
Если при подсоединении трубного змеевика к банной печке появляются трудности, то прекраснее всего воспользоваться профессиональной помощью мастера либо просто пройти консультацию с ним. Рекомендации никогда не излишни.
Необходимо учесть, что рабочую эффективность всецело во власти от качества топлива, площади бани и прочих моментов. Благодаря этому необходимо максимально профессионально делать расчеты, дабы получить в результате печь с хорошим показателем КПД. Лучше всего применять в качестве топлива газ, так как имеется возможность подключиться к головной системе и использовать печь в круглосуточном режиме.
Зная, как по всем правилам установить теплообменный аппарат в баню, можно очень легко осуществить предоставленный проект. Как только сделаны все расчеты, остается лишь выбрать оборудование, трубы и все присоединить. Очень часто работу доверяют мастерам с обширным опытом, которые дают гарантию. Если что поломается, всегда можно обратиться к ним и получить совсем бесплатное техобслуживание.
Бачок должен изготавливаться из толстого металла не меньше 2,5 миллиметров толщиной. Также в качестве теплообменных аппаратов применяют змеевики, которые обладают большим показателем КПД. Чтобы, нагрев происходил очень эффективно, рекомендуется держаться таких правил:
- 1. Если отсутствует циркулярный насос, необходимо ставить теплообменный аппарат выше уровня печи. В этом случае система будет очень быстро разогреваться.
- 2. Как только поставлена печь и бачок с водой, приступают к трубопроводной прокладке.
- 3. В самой нижней точке системы в первую очередь обязан быть поставлен кран для слива воды. Он применяется в период ремонта или летом для убирания воды из системы.
- 4. Все сварные швы и соединения необходимо обязательно проверять на непроницаемость.
- 5. Для контроля герметичности лучше всего применять сжатый воздух.
Порой бачок с водой заутывают в материал для теплоизоляции. Подобным образом, вода будет долгое время оставаться горячей. Сейчас есть готовые системы теплообменных аппаратов, которые реализуются через магазины. Необходимо лишь собрать все оборудование и испытать его. Опрессовка должна выполняться при помощи воздушного нагнетателя воздуха или насоса для воды при высоком давлении.
Установка оборудования для отопления просит подобающей ответственности от человека. Необходимо понимать, что есть опасности, которые могут появиться вследствии неверной комплектации системы.
Изготовление и установка трубного змеевика для печи для бани
Часто появляется идея задействовать лишние киловатты тепла, которые появляются при камере сгорания бани. Умельцы научились при помощи этой энергии подогревать воду для мытья и обогревать соседние комнаты. Подобная энергия поступить и собирается с помощью обмена теплом.
Говоря проще, теплообменный аппарат — это простой полотенцесушитель, который греет воду. Дальше ее можно применять на свое усмотрение или для отапливания соседних комнат, создавая закрытый контур.
Теплообменный аппарат в печи для бани дает возможность решать всевозможные задачи: нагрев воды, применение ее для помывки, теплоснабжение смежного помещения. Чтобы нагреть воду полотенцесушитель можно вставить вовнутрь печи. Также жидкость может располагаться в бачке, который станет разогреваться конкретно от стены печи. Еще 1 вариант — задействовать контур отопления.
По месту размещения емкости для тёплой воды
В зависимости от того, где располагают емкость с водой, подчеркивают такие варианты нагревателей:
- Емкость конкретно в парильне — позволяет воде быстрее греться, т. к. водомерный узел отсутствует или достаточно короткий. Уменьшаются и потери тепла. Минус вполне понятен: нужная площадь парильни уменьшается.
- Емкость находится в соседнем помещении, где оснащена душевая. Часто предлагают конкретно данный вариант. В индивидуальной душевой мыться удобнее и места в парильне больше. Но растет длина водомерного узла.
- Проблематику слабого напора дает возможность решить установка бачка с тепловым носителем на чердаке. Такой способ также не лишен минуса. Необходимо подвести холодную воду наверх, да и длина горячего водомерного узла больше. Емкость необходимо тщательно теплоизолировать, чтобы максимально уменьшить потери тепла.
к содержанию ^
По месту размещения трубного змеевика
В зависимости от места размещения самого нагревателя, подчеркивают:
- Нагреватель считается частью самой печи. Ремонтировать такой теплообменный аппарат не так просто. Придется демонтировать часть печи. Учтите, что поэтапно накипь уменьшит КПД практически до нуля (1 мм накипи снижает КПД на 10%).
- Теплообменный аппарат для печи в бане размещен рядом с дымоотводом. В данном случае, тепловой носитель нагреется очень медленно. Зато, закипать не будет (газы в дымовой трубе не нагреют его настолько сильно), отпадет проблема с накипью. Доступ к этому прибору намного проще.
к содержанию ^
Как выбрать правильно?
Выбор того либо другого нагревателя зависит от начальных условий и поставленных перед ним задач. Изнутри печи он намного быстрее нагреет жидкость, однако она может закипать. Появляется накипь, которая быстро выводит прибор из строя. Точный расчет требуемой мощности дает возможность избежать данной проблемы.
Размещенный возле дымоотвода печи, наружный нагреватель занимает места побольше, жидкость греет существенно очень медленно. Зато, к нему всегда обеспечивается доступ. В случае неполадки, его легко отремонтировать или сменить. Тепловой носитель закипает нечасто, просто не набирает столь большую температуру, благодаря этому накипь не появляется. Выбор остается за хозяином.
Ничего хитрого в устройстве прибора нет, насколько оправдана подобная покупка — большой вопрос. Все установить можно собственными руками.
Как выполнить теплообменный аппарат собственными силами?
Приобретать элитные изделия из нержавеющей стали для эксплуатирования в бане нецелесообразно. Теплообменный аппарат для печи в бане можно не прилагая больших усилий сделать своими руками. Как выполнить теплообменный аппарат печи для бани собственными руками? Подробная инструкция окажется ниже.
Инструменты и материалы
Какие материалы имеют для трубного змеевика печи в бане основное значение? Зависит от того, сколько воды необходимо подогреть. Вот примерный перечень того, что потребуется:
- лист металла, толщина 2-3 мм — S=2*(0,40*0,80+0,40*0,20)+0,80*0,20 = 2*(0,32+0,08)+0,16 = 0,96 м 2
- кран O32 мм — 2 шт.
- клапан обратный O32 мм — 1 шт.
- фитинги O32 мм— 6 компл.
- отрезки трубы O32 мм — 6 шт.
- вентиль O32 мм (для слива) — 1 шт.
- труба железная, гофрированная O32 мм — 3 м.
- труба O32 мм (холодный водомерный узел) — по надобности.
- уплотнительный шнур для покрытию герметиком соединений — 1 упак.
- электроды — 1 пачка.
Какой инструмент применяется? Вот перечень:
Расчет размеров
Мощность нагревателя должна подходить мощности самой печи. Предлагают выполнить теплообменный аппарат, руководствуясь следующим:
- Теплообменный аппарат не должен употреблять больше 10% от мощности самой печи. В этом случае, мощности печи хватит и на обогрев помещения. Горючее будет расходоваться очень эффективно. Время нагрева не становится больше.
- Общаяя длина труб не должна быть больше 3 метра. Необходимо выполнить нужный уклон, который составляет 250 0 на прямой подаче, а на обратной — больше 30 0 в сторону печки. Так тепловой носитель будет хорошо подаваться самостоятельно. В другом случае, вряд ли можно обойтись без насоса.
- Воды должно быть довольно. Она должна разогреваться не больше 2-ух часов, однако не закипать. Если выполнить бачок чрезмерно небольшого объема, тепловой носитель в сжатые сроки закипит. Если котел находится конкретно в парильне, мыться там будет довольно сложно. Нелегкий пар заполнит помещение и хорошо дышать станет нереально. При чрезмерно достаточном объеме бачка из металла, тепловой носитель может и абсолютно не нагреться.
- Не забывайте, что когда печь прогорит, вода все же некоторое время должна оставаться горячей. Благодаря этому, необходимо заложить нужный запас мощности.
Учитывая все сказанное выше, попробуем выбрать подходящий теплообменный аппарат из металла. Принимаем, что для прогревания воздуха в бане необходимо 5 кВт. Тогда мощность трубного змеевика из металла будет составлять 10 кВт, а его площадь — 1 м 2 . На допустимые потери тепла отнесем 3 кВт. Тогда процесс установки 1 м 2 трубного змеевика даст нам 7кВт энергии. Время водонагрева — 2 часа. Тогда требуемую площадь теплообменный аппарат определим по формуле: S = 1/7*W, где
W = 0,00117*V*(tk-tн) /T= 0,00117*65*(70-10) /2= 2,3кВт, отсюда S = 1/7*W=1/7*2,3 = 0,33 м 2 , где S — требуемая площадь трубного змеевика, м 2 ;
- W — необходимая мощность трубного змеевика, кВт (главное определить ее правильно);
- V — водный объем, которую нужно подогреть, принимаем 65 л (достаточно для 4-х человек);
- tk — требуемая температура воды, принимаем 70 0 С (комфортная температура горячей воды);
- tн — изначальная температура воды, принимаем 10 0 С. Необходимая мощность печи — 5+2,3 = 7 кВт. 0,3 кВт можно не предусматривать, т. к. 10% от начальной мощности печи — допустимая потеря (0,3кВт 0 С. Жидкость в системе не должна закипать. Накипь быстро выводит прибор из строя.
- Диаметр трубо-проводов не обязан быть менее 24 мм.
Выполняя эти нехитрые правила, вы всегда будете с горячей водой и сбережете наличные средства на установку электрокотла.
