Одним из обязательных элементов банной или отопительной систем является печь, которая может служить не только источником тепла в доме, но и подогревать воду для бытовых нужд. В данной статье мы расскажем, зачем нужен теплообменник на трубу дымохода, какие бывают разновидности такой конструкции, а также каким образом его можно установить.
Металлическая печка, размещенная в доме, гараже или бане, в обязательном порядке оснащается дымоходом для вывода угарных газов и организации тяги. Эта труба в процессе протапливания печи может достигать очень высоких температур, порядка 200-500 ℃, что небезопасно для находящихся в помещении людей.
Если установить теплообменник на дымовую трубу, то можно существенно увеличить КПД печи, а также обезопасить себя от прямого контакта с горячей поверхностью. В установленном на дымоходе баке или змеевике теплоносителем будет выступать вода, однако, можно монтировать и воздушный теплообменник на трубу дымохода. Благодаря прямому контакту дымовой трубы с теплоносителем, их температурные показатели уравновешиваются, то есть вода или воздух постепенно нагреваются, а стенки трубы остывают.
По мере повышения температуры воды внутри регистра на трубу, она поднимается вверх, где попадает через специальный штуцер в водяной бак. Посредством входного штуцера, расположенного в нижней части теплообменника, в него попадает холодная вода, замещая теплую. Такая циркуляция продолжается постоянно, при этом вода может нагреться до очень высоких значений.
Воздушный радиатор на трубу дымохода имеет аналогичный принцип работы. Холодный воздух поступает внутрь теплообменника снизу, а после нагревания поднимается вверх и через трубопровод подается в отапливаемые помещения. Кроме того, пластины радиатора также отдают тепло. Воздушный теплообменник оптимален для отопления мансард на даче или предбанников бани, если такие помещения протапливаются лишь время от времени. В них нецелесообразно организовывать водяное отопление, поскольку придется постоянно заливать и сливать воду из системы.
А вот в обычных конструкциях печей, где горячий угарный газ выходит непосредственно в дымоход, температура дыма может подниматься до 500 ℃. В такой ситуации единственный вариант – нержавеющая сталь, ведь оцинковка будет выделять токсины от сильного нагрева.
Зачастую в магазинах можно купить теплообменник на трубу отопления с уже сделанным водяным контуром. Останется только монтировать его на новую фабричную печку и можно пользоваться. Однако при желании вы можете сделать теплообменник на трубу дымохода своими руками.
Потребуются такие материалы:
Работы по сборке теплообменника с баком состоят из таких этапов:
Стоит отметить, что от контура до бака не должно быть более 3 метров расстояния, а диаметр трубы лучше брать не уже 3/4".
Если для монтажа предыдущего типа отопления от трубы дымохода требуется умение обращаться со сварочным аппаратом, то конструкция теплообменника в виде змеевика выполняется намного проще. Нужно только обернуть несколько колец гибкой алюминиевой или медной трубки вокруг дымохода. Эти металлы имеют высокий уровень теплопроводности и не разрушаются из-за коррозии.
По диаметру трубка должна быть удобной для подключения к штуцеру накопительного бака. Оптимально для сгибания выбирать трубу сечением не более 28 мм. По длине такой контур не должен превышать 3 метров, чтобы циркуляция воды была правильной. С помощью гибкой подводки можно подключить бак к змеевику.
Как правило, змеевики применяют для нагрева воды, хотя, иногда и для отопления маленьких комнат. Лучше всего себя показывают змеевики, закрепленные на дымовых трубах металлической печи с очень высокой температурой угарных газов.
Монтировать теплообменник-змеевик можно на дымоход банной печки или буржуйки в гараже или сарае. Он будет служить для отопления или для нагрева воды.
Для работы потребуется:
Технология монтажа системы выглядит так:
Отметим, что для безопасного и долговременного использования змеевика для отопления, нужна установка насоса, обеспечивающего циркуляцию воды в системе и препятствующего перегреву.
Существуют специальные конструкции печей с теплообменниками воздушного типа, которыми обогревают не только гаражи, но и большие теплицы или прочие постройки.
Гофрированные канализационные трубы могут с успехом быть использованы для организации теплообменника. Их накручивают вокруг неутепленного отрезка дымовой трубы, чтобы воздух, находящийся внутри них, быстрее нагрелся и распространился в соседние помещения. А если обернуть такую трубу и дымоход фольгированным материалом, то прогрев будет происходить быстрее.
Оптимально использовать гофру для буржуйки, установленной в гараже (прочитайте также: " "). Выведя отверстия воздуховодов пониже к полу, можно добиться равномерного распределения теплого воздуха во всем гараже и создать вполне комфортные условия.
Если нужно организовать отопление второго этажа и мансарды дома, то удобно использовать теплообменник в виде колпака. Он позволяет задержать теплый воздух, который скапливается возле потолка, внутри комнаты. Постепенно остывая, воздух будет опускаться вниз, и обогревать комнату остаточным теплом.
Изготовить такой колпак можно из огнеупорного гипсокартона, листа оцинковки или другого материала, после чего вывести воздуховоды к месту назначения. Для красоты колпак можно обложить искусственными камнями, которые будут нагреваться и постепенно отдавать тепло.
Наряду с пользой теплообменника на дымоходе, стоит отметить и ряд негативных факторов. Во-первых, из-за такой конструкции температура выходящих газов существенно снижается. Это может провоцировать излишнее накапливание сажи, образование конденсата и ухудшение тяги.
Немаловажный момент обустройства такой системы отопления – это просчитать, какой объем воды нужен для ее полноценного функционирования. Если ее будет мало, система может перегреться, вода в ней закипит, и трубы могут разорваться. Кроме того, важно обеспечить герметичность швов.
В любом случае, обустройство теплообменника позволяет увеличить эффективность любой печи. В целях безопасности, как минимум, дважды в год следует проводить визуальную диагностику системы и ее обслуживание – чистку сажи, замену дефектных элементов и так далее. Тогда можно будет с уверенностью использовать теплообменник для отопления дома и нагрева воды в бане.
12096 0 0
Печи с прямым дымоходом, чаще именуемые буржуйками, по-прежнему пользуются огромной популярностью у нашего народа. Их ставят в баню, в гараж, на дачу, в общем, везде, где нет возможности сложить капитальную каменку. Но КПД у буржуйки по сравнению с каменной печью не очень высокий. Такую печальную ситуацию можно в какой-то мере поправить, установив на дымоход теплообменник.
В этой статье, основываясь на собственном опыте, я расскажу о том, как самостоятельно изготовить воздушный и жидкостный теплообменник для трубы дымохода в трех вариантах.
Когда я первый раз установил чугунную буржуйку в своем гараже и начал регулярно ее топить, очень быстро пришел к выводу, что эта удобная, относительно недорогая и довольно простая печь много «кушает». Особенно мне жалко было смотреть на раскаленную докрасна дымоходную трубу. И на то, как на крыше из нее вылетают искры.
Если вы топите печь хвойной древесиной, пеллетами или брикетами, то температура газов в дымоходе колеблется в пределах 300 — 400ºС.
Сухая осина или береза дают уже порядка 500ºС. В случае же когда основным топливом является хороший каменный уголь или кокс, температура в дымоходе может вырастать до 750ºС.
Я реально понимал, что чуть ли не половина энергии сгораемого угля или дров просто вылетает в трубу и обогревает улицу. Если поверхность небольшой жарочной плиты еще можно было как-то использовать, то, что делать с трубой я не знал. Покопавшись в сети и побеседовав с людьми, я выяснил, что эта проблема общая и решить ее можно, установив на трубу теплообменник.
Подходящих для этого конструкций существует 3:
В баню очень удобно устанавливать сразу два теплообменника. Непосредственно на выходе из топки, там, где температура самая высокая, ставится жидкостная модель.
А немного выше, иногда даже в районе мансарды монтируется головка воздушного конвектора. Таким образом, КПД буржуйки увеличивается минимум на 20 – 30%.
Теперь перейдем к практической части. Большинство агрегатов подобного плана принято делать из нержавейки. Это совсем не значит, что нельзя использовать черные металлы, алюминий или медь, просто нержавеющая сталь будет служить дольше всех.
Кроме того, приступая к работе, помимо дрели и болгарки желательно иметь сварочный аппарат, иначе придется нанимать сварщика. Но начинать естественно нужно расчета и эскиза.
Многие исходя из экономии используют для подобных дымоходов оцинкованные трубы. Так вот, по нормам СНиП в закрытых помещениях это запрещено.
Цинковое напыление при 200ºС начинает разлагаться и активно испаряться, что мягко говоря, не добавляет здоровья людям.
Точный расчет трубчатого теплообменника дело достаточно сложное, требующее глубоких знаний теплотехники. Но в случае с буржуйкой для бани или гаража сильно напрягаться не стоит, вы ведь все равно не навесите на трубу больше, чем она может выдержать. Поэтому лично я исходил из практических соображений, то есть, сколько нужно воды и тепла на конкретное помещение.
Так средняя домашняя баня рассчитывается на 4 – 6 человек максимум. Чтобы обмыться и попариться одному человеку необходимо порядка 10 литров воды. К этому еще нужно добавить 20л на накладные расходы, запаривание веников, ополаскивание тазиков и прочее.
Итого получается, что материнский бак должен иметь емкость от 50 до 100 литров. При таких условиях сам нагревательный элемент рекомендуется делать на 6 – 8 литров. Меньше брать опасно, так как может закипеть и взорваться, а при большей емкости, будет долго греться.
Что же касается воздушного конвектора, то там любая инструкция, сколько я их видел, больше ориентирована на толщину металла и сечение труб, нежели на объем рабочего бака, через который проходит трубный пучок теплообменника.
Здесь чем тоньше стенки труб в агрегате, тем быстрее они прогорят, ведь они находятся непосредственно внутри дымохода. А от диаметра и количества труб в пучке напрямую зависит КПД. Ну, с теорией я думаю пора заканчивать и переходить к изготовлению теплообменников.
Если у вас нет навыков профессионального сварщика, а чтобы варить нержавейку, любительских знаний мало, то лучше купить готовую головку теплообменника.
Поверьте, она обойдется не намного дороже, а возможно даже и дешевле, чем покупать материал и нанимать сварщика.
Таблица ориентировочных параметров и цена, по наиболее ходовым моделям:
Витой регистр теплообменник на дымоходную трубу, проще говоря, змеевик, встречается у домашних умельцев гораздо чаще предыдущего варианта. Причина я думаю, здесь понятна. Для его изготовления не нужно резать, сверлить, а главное варить нержавейку или какую-либо иную сталь. Здесь достаточно обвить дымоход длинной трубой.
Я всегда рекомендую использовать для этих целей медную трубку. Теплопроводность у нее выше, чем у нержавейки и что не менее важно, изготовить такой змеевик можно своими руками, причем в домашних условиях. Плюс с долговечностью и гигиеническими нормами там также полный порядок. Конечно, как вариант можно взять еще алюминий или обычную сталь, но с ними больше мороки.
В идеале лучше брать трубку три четверти дюйма или даже больше. Но за неимением таковой можно остановиться на полдюймовом варианте. Запомните, чем тоньше трубка, тем выше вероятность, того что вода в ней закипит.
Допустим у меня в гараже, стоит полудюймовая труба, но дабы перестраховаться я установил туда циркуляционный насос. КПД конечно увеличилось в разы, но это уже не самотечная система.
По моему опыту, самая большая проблема это красиво согнуть трубку так, чтобы она осталась круглой, без поперечных деформаций. С медной полудюймовой трубой вопрос решается легко, там бояться нечего, она держит форму сама. А вот уже больший диаметр, а также алюминий или сталь придется гнуть при помощи газовой горелки или паяльной лампы.
Если вы взяли качественную трубку большого сечения и опасаетесь, что она деформируется во время изгибания, проще говоря, наматывания на круглую эталонную колодку, засыпьте в нее сухой песок и законопатьте концы. Дальше при помощи газовой горелки дело пойдет веселее.
Обычно длина трубки в таком змеевике стартует от 3м, но четкие нормативы и указания здесь отсутствуют. По сути, это кустарное производство и чем длиннее будет ваш змеевик, тем выше будет КПД вашего агрегата.
Хотя здесь есть одно важное ограничение. Медная трубка в змеевике должна быть цельная, не паянная. Медь в кустарных условиях паяют оловом, температура плавления олова 232ºС, даже с учетом добавок, такой припой не выдержит больше 300ºС. Нетрудно догадаться, что стоит вам затопить пожарче печь и ваш паянный змеевик быстро потечет.
Сколько я видел таких змеевиков, они все стоят открытые. Мне же по случаю достались маты хорошей базальтовой ваты, девать их было некуда и я, укутал ими свой змеевик, а сверху сделал кожух из фольги.
Теперь даже при умеренном горении, на сырых дровах, теплообменник работает как часы. Только брать нужно именно базальтовую вату, она способна выдерживать до 1200ºС. Стекловата уже при 450ºС попросту спечется.
В остальном же система монтируется точно так же, как и предыдущий вариант, то есть такой же материнский бак, с теми же наклонами и вентилями.
Как кожухотрубный вариант, так и змеевик нельзя запускать на сухую. Сначала нужно залить воду в систему и только после этого можно приступать к розжигу печи.
В противном случае теплообменник от парового удара может просто разорвать.
Как я уже говорил, по сравнению с требованиями, предъявляемыми к узлам жидкостного теплообменника, воздушный конвектор четких характеристик, которые бы всерьез влияли на его работу, не имеет. Главное чтобы кожух этого агрегата был как минимум в полтора раза больше диаметра самого дымохода.
Каждый мужчина знает, что собой представляет револьверный барабан. Так вот, здесь нам нужно будет изготовить нечто подобное. Только трубки этого барабана должны располагаться перпендикулярно направлению движения дымовых газов.
Я буду рассказывать, как такой аппарат делается из самых доступных подручных средств, вы можете делать из нержавейки, но обойдется он намного дороже. Если в водяном теплообменнике большую роль играют гигиенические нормы выбранного вами металла, то здесь это не столь важно, главное чтобы он не прогорел.
В качестве горизонтальных трубок мы будем использовать стальную трубу с толщиной стенки 2 мм, можно брать больше, меньше нежелательно. Нам понадобится 2,5м трубы дюйм с четвертью и небольшой кусочек 30 см двухдюймовой трубы. Корпусом у нас будет служить стандартное металлическое ведро из-под краски на 20л.
Для боковых стенок будет использоваться металлический лист толщиной 1,5 – 2 мм. Из него нам нужно будет вырезать две круглых пластины, с диаметром соответствующим внутреннему диаметру нашего ведра:
Для увеличения КПД агрегата можно установить на корпус теплообменника вентилятор. Либо можно просто поставить обычный вентилятор рядом и направить струю воздуха в конвектор.
Как видите при большом желании КПД своей печи с прямым дымоходом можно увеличить чуть ли не в 2 раза. На фото и видео в этой статье наглядно показан процесс сборки разных видов теплообменников своими руками. Если остались вопросы, пишите их в комментарии, постараюсь помочь.
Русский человек не любит терять ни в чем: ни в деньгах, ни в комфорте, ни в тепле. А потому и на дачах, и в частных домах, и в теплицах, и в банях нередко можно увидеть у соседей достаточно интересные приспособления «ради экономии». И точно также не обошли стороной народные умельцы совсем не лишнее тепло, которое бездарно порой уходит из парной, установив теплообменник на дымоход, а не на печь или стену. И действительно, так получается очень выгодно: зачем забирать ценное тепло от печи, если мы порой не знаем, как хоть немного остудить раскаленную дымоходную трубу? А вот водяной или воздушный теплообменник на дымоход – отличное решение!
Сам обменник на трубу ставить лучше из пищевой нержавеющей стали. Ее еще называют аустенитной. Даже при высоких температурах ее характеристики не меняются – ведь сварные швы у нее прочные и не подвержены образованию трещин, а никель в реакции с кислородом на поверхности образуют специальную защитную пленку, которая устойчива к солям и кислотам. Это – самый долговечный вариант.
Что касается цинка, то уже при температуре 200°С он начнет испаряться, а при 500°С – его концентрация в воздухе достигнет опасного значения. Поэтому, если вы навесили на теплообменник оцинкованный профиль, но он не нагревается больше 200°С – можете не беспокоиться. А поставить его можно – такой профиль хорошо служит для усиления конвекции воздуха, который обтекает теплообменник. Конечно, для постоянного отопления дома такой теплообменник не годится, а вот для быстрого прогрева мансарды, например, это то, что надо! Т.е. вы приехали с друзьями в баню, начали растапливать печь, а в мансарде или комнате отдыха за каких-то полчаса уже тепло. И не нужно думать ни про котел, ни про вторую печь.
Установить теплообменник на дымоход своими руками – достаточно просто. Его можно прикрепить и на обычной железной печи, и даже потом обложить кирпичом, как и печь. Класть сам кирпич разрешается и на ребро – конструкция все равно будет устойчивой.
Например, вот как можно сделать теплообменник на печку-буржуйку:
Теплообменник на дымоходе может работать в двух основных режимах. И в каждом из них – свой процесс теплоотдачи от дыма к внутренней трубе теплообменника.
Итак, в первом режиме мы подключаем к теплообменнику выносной бак с холодной водой. Тогда на внутренней трубе происходит конденсация воды, отчего сам теплообменник нагревается исключительно за счет тепла конденсации водяных паров дымовых газов. В этом случае температура на стенке трубы будет не более 100°С. И вода в баке греться будет долго.
Во втором режиме конденсация паров воды на внутренней стенке теплообменника не происходит. Здесь тепловой поток через трубу идет более существенно, и вода греется быстро. Чтобы более полно понять этот процесс, проведите такой эксперимент: поставьте кастрюлю с холодной водой на газовую горелку. Будет хорошо видно, как на стенках кастрюли появится конденсат, и он станет капать на плиту. И не смотря на пламя 100°С, это состояние будет идти долго, пока сама вода в кастрюле не разогреется. Поэтому, если вы используете теплообменник на трубе как регистр для нагрева воды, то отдавайте предпочтение небольшим его конструкциям с толстыми стенками внутренней трубы – так конденсата будет намного меньше.
Данный вариант - это просто, практично и удобно. По сути, здесь дымоход попросту обвивает металлическая или медная труба, она постоянно нагревается, и перегоняемый через нее воздух быстро становится теплым.
Приварить спираль к вашему дымоходу вы можете аргоновой горелкой либо полуавтоматической сваркой. Припаять можно и оловом – если только заранее обезжирить его ортофосфорной кислотой. Держаться на нем теплообменник будет особенно крепко – ведь как раз самовары и паяны оловом, и служат действительно долго.
Это – самый простой и малобюджетный вариант. Берем три алюминиевые гофры и оборачиваем их вокруг дымохода в мансарде или втором этаже. В трубах от стенок дымохода воздух будет греться, и его можно будет перенаправить в любое другое помещение. Даже достаточно большая комната будет нагрета до жары, пока вы будете топить печь для парной. А чтобы теплосъем был более продуктивен, обмотайте спирали из гофры обычной пищевой фольгой.
Также на участке дымохода в мансардном помещении можно поставить теплообменник, который работал бы по принципу колпаковой печи – это когда горячий воздух поднимается вверх, а остывая – медленно вниз. У такой конструкции есть свой огромный плюс – обычный металлический дымоход на втором этаже обычно раскаляется так, что к нему нельзя прикоснуться, и такой теплообменник значительно уменьшит опасность пожара или случайных ожогов.
Некоторые умельцы такие теплообменники еще обкладывают сеткой с камнями для аккумуляции тепла и декорируют подставку теплообменника. Мансарда в таком случае получается еще более уютной и вполне может использоваться как жилая. Ведь исходя из практики, температура трубы банной печи не превышает 160-170 °С, если на ней находится теплообменник. И самая высокая температура уже будет находиться только в районе шибера. Тепло и безопасно!
Приятно посетить благоустроенную баню, в которой не только качественно сложена каменка, обеспечивающая легкий пар, но и грамотно продуманы системы отопления и водоснабжения. Если в печи установлен теплообменник, то в моечной всегда будет теплая вода, а при условии подключенного к теплообменнику радиатора, даже в зимнюю стужу в бане будет максимально тепло и комфортно.
Конструктивно теплообменник может представлять собой змеевик либо бак с максимальным объемом 5 литров и двумя патрубками для подключения водяного бака/радиатора.
По способу крепления теплообменники делятся на два типа:
На заметку! Ни один тип рассматриваемых конструкций не имеет прямого контакта с открытым пламенем в печи.
Лучшими показателями теплосбережения отличаются теплообменники внутреннего типа. Вода в них будет нагреваться, пока полностью не остынет печь до последнего ее кирпича или камня.
Самый быстрый нагрев воды обеспечивают внутренние теплообменники и наружные, устанавливаемые на печную трубу. При этом первые изделия нередко предполагают необходимость внесения конструктивных изменений/дополнений в банную печь, а вторые нельзя назвать украшением помещения парной (широкий бак не лучшим образом вписывается в интерьер).
Если сравнивать изделия по легкости монтажа, то пальму первенства занимают теплообменники, которые навешиваются на внешние стенки печи. Такие изделия отличаются продолжительным сроком службы, не портят внешнего вида печи, однако вода в них нагревается дольше, а остывает значительно быстрее.
Обратите внимание! Теплообменник можно приобрести отдельно, изготовить его самостоятельно, а также есть вариант покупки банной печи со встроенным водяным контуром.
Теплообменники или водяные контуры независимо от своего месторасположения работают по единому принципу. Тепловая энергия непосредственно от печи передается водяной рубашке или регистру. Залитый в теплообменник теплоноситель начинает нагреваться; в баке или же вода имеет комнатную или ниже таковой температуру.
За счет этой температурной разности в контуре создается давление, которое способствует самотечной циркуляции теплоносителя. То есть, нагретая в теплообменнике вода поступает в выносной бак. Из бака горячая вода расходуется на гигиенические процедуры, после чего в емкость заливается холодная порция теплоносителя. Холодная вода в свою очередь переносится по трубам в теплообменник, где происходит ее нагрев.
Если система закрытого типа (то есть выносной бак работает как отопительный прибор), заливка воды производится строго до розжига печи, в противном случае из-за разницы температур может деформироваться и лопнуть металл теплообменника.
Циркуляция продолжается до тех пор, пока в печи поддерживается высокая температура.
Таким образом, при наличии в печи теплообменника отпадает необходимость в установке водонагревателя для душевой, а также обустройстве дополнительных источников тепла в помещениях.
Обратите внимание! В некоторых случаях самотечное движение воды затруднено или невозможно, тогда контур дополняют циркуляционным насосом. Система становится эффективной, но энергозависимой.
Объем теплообменника выбирают, исходя из объема самой печи, а также учитывая ее мощность.
При выборе теплообменника и прочих комплектующих, руководствуются следующими правилами:
Теперь о площади теплообменника. Теплообменник должен обладать запасом мощности, чтобы после прекращения растопки печи, тепловой энергии хватало на поддержание температуры воды в системе. Естественно, что в процессе остывания, мощность банной печи падает очень быстро, это обуславливает необходимость запаса мощности теплообменника.
Рассмотрим пример. Для начала потребуется узнать, сколько киловатт энергии требуется на обогрев вашей бани. Предположим, что этот показатель составит 5-6 кВт. Тогда, с учетом запаса, следует выбрать теплообменник площадью 1 квадратный метр, обеспечивающий мощность до 10 кВт.
Пояснение. При расчете принимается пропорция 1 кв. м площади теплообменника = 10 кВт. Но чтобы предусмотреть теплопотери, это соотношение корректируют, обеспечивая запас энергии:
1 кв. м = 10 кВт – 3…4 кВт.
Таким образом можно поддерживать желаемую температуру в бане, единожды или дважды растапливая печь.
Изготовить теплообменник можно из листовой стали, труб, согнутых в виде змеевика или подковы, старого чугунного радиатора и даже полотенцесушителя.
В случае использования листовой стали (толщина более 2,5 мм), производится раскрой, предварительное «прихватывание» соединяемых элементов сваркой, проверка геометричности, а затем окончательная сварка. Бачок можно изготовить как прямоугольным, так и цилиндрическим, в последнем случае понадобится станок для гибки металла.
Пример теплообменника для кирпичной банной печи
Не стоит использовать оцинкованную сталь, т.к. при температуре выше 200 градусов цинк начинает испаряться.
К теплообменнику сверху и снизу привариваются патрубки для подключения труб циркуляции теплоносителя. Желательно, чтобы патрубки имели на свободных своих концах резьбу, это упростит монтаж.
В кирпичной печи может быть использован теплообменник в виде регистра. Его изготавливают из медных или стальных труб, собирая их в единый «скелет», по которому будет циркулировать вода.
Готовые теплообменники внутреннего типа обычно состоят из корпуса, к которому подсоединяются удлиненные сгоны. Бачок навешивается на переднюю или любую другую стенку печи, через отверстия в стенке выводятся сгоны. Фиксация осуществляется распорными втулками и прижимными гайками.
Теплообменник «Ермак» 
Теплообменник «Ермак»
При изготовлении теплообменника важно знать, что к нему должны подключаться трубы диаметром более одного дюйма, в противном случае будет затруднено движение воды к «потребителю» и обратно.
Лучшие трубы для изготовления теплообменника и контура – медные или стальные нержавеющие. Причем согнуть медную трубку будет гораздо легче стальной, да и теплопроводность первой в 7,5 раз выше.
Важно! Перед установкой проверьте свой теплообменник на герметичность, наполнив его водой под давлением.
Для банной печи достаточно бака объемом 80-120 литров. Эту емкость необходимо навесить на стенку бани так, чтобы уровень бака был выше печи.
Баки. Инструкция
Схема подключения бака и установки печи с теплообменником
Шаг 1 . Выбираем место для крепления бака. Это может быть как парная, так и душевая за смежной стенкой. Высоту крепления определяем, пользуясь рекомендациями по уклону подводящих/отводящих труб.
Шаг 2. Большинство опытных мастеров не рекомендуют навешивать выносной бак непосредственно на деревянную стенку бани. Поэтому делаем замер ширины бака, распиливаем рейку на несколько участков соответствующего размера, крепим отрезки на стенку бани гвоздями.
Шаг 3 . У бака должны быть предусмотрены технологические отверстия для крепления его к стене. Закрепляем бак саморезами или дюбелями, проверяя горизонтальность и вертикальность. Дополнительно укрепить конструкцию можно кронштейнами, зафиксировав их под дном бака.
Шаг 4 . У бака для воды выносного есть три или четыре патрубка. Два из них предназначены для подключения к теплообменнику, третий – для заполнения бака водой (его может и не быть), через четвертый горячая вода подается потребителям. К патрубку, через который бак будет заполняться водой, подключается обратный клапан. Если система открытая (вода добавляется вручную через открытую крышку бака), то обратный предохранительный клапан не нужен.
К патрубку, из которого будет вытекать подогретая вода, подключается кран с душевым шлангом или без такового.
Шаг 5. Осталось два патрубка, к которым следует подсоединить гофрированные стальные трубы или смонтировать медную сеть. Соединения производятся фитингами. Допустимо использовать металлопластиковые трубы, соединив их переходниками с патрубками бака и теплообменника. Все резьбовые соединения уплотняются нитью-герметиком.
Шаг 6. На трубопровод, который ведет от бака к теплообменнику, подключается кран для слива воды из системы. Операцию слива жидкости нужно будет выполнять каждый раз после завершения банных процедур, в противном случае в период холодов вода может замерзнуть в трубах.
Шаг 7. На стенку печи навешивается теплообменник (либо его штуцеры выводятся через технологические отверстия печи, а змеевик располагается внутри так, чтобы в дальнейшем не происходило контакта металла корпуса с открытым пламенем). Крепежи затягиваются. К теплообменнику подводятся и подключаются фитингами гибкие гофрированные шланги или трубы. При необходимости, в стене высверливаются отверстия диаметром чуть больше диаметра труб.
На заметку. Операцию установки теплообменника можно производить до монтажа навесного внешнего бака для воды.
Шаг 8 . Система обязательно тестируется на герметичность посредством подачи воды под давлением.
Шаг 9. Если у вас металлическая печь, то можно запускать ее в работу. Кирпичную же печь придется достраивать, производить отделку, тестирование и другие подготовительные работы. Впрочем, металлические печи также могут быть обложены кирпичом (их ставят на ребро) с двух или трех сторон. Такой экран дополнительно аккумулирует тепло, повышая КПД печи.
Температура выходящего из банной печи газа достаточно велика, поэтому целесообразно ее использовать. Соответственно, теплообменники, о которых далее пойдет речь, крепятся только на металлическую одностенную трубу печи.
Теплообменники для печных труб также именуют самоварными. Вода в них прогревается равномерно и достаточно быстро, циркуляция происходит очень быстро, достигается экономия топлива. Дополнительно такие теплообменники являются своеобразными предохранителями, предотвращающими любые утечки дыма из трубы в помещение.
Стыковка теплообменника и трубы производится герметиком жаропрочным (до 1000 градусов) и хомутами. Трубы подключаются по рассмотренной выше технологии.
Паспорт. Теплообменник универсальный
Делать своими руками такой теплообменник не обязательно, стоимость заводских изделий представлена в виде таблицы.
Технические характеристики и цены теплообменников
Диаметр дымохода 105 ммДиаметр дымохода 115 ммДиаметр дымохода 130 мм Цена, руб.279028905290
Задумываясь о способе нагреве воды для банных процедур, устанавливать бойлер совсем необязательно. С этой задачей отлично справится теплообменник.
Банная печь, оснащенная теплообменником, выполняет одновременно несколько функций. Помимо своего прямого назначения, печь с теплообменником успешно нагревает воду для душевой. А если конструкция выполнена в форме выносного бака, расположенного в смежной комнате, то устройство одновременно отапливает помещение. Существует 3 варианта устройства теплообменника:
Принцип действия всех теплообменников, предназначенных для банной печи, идентичен – за счет соприкосновения с раскаленной поверхностью дымохода или топки они нагревают воду для емкостей больших объемов, основываясь на принципе конвекции. Их эксплуатация допускает установку водяного бака в смежной с парной комнате.
Независимо от конструкции все теплообменники наполнены жидкостью. С учетом назначения устройства, это может быть обыкновенная вода или антифриз. Поступает жидкость из сообщающейся емкости (накопительного бака или системы отопления). Соединение производится двумя штуцерами сверху и снизу. Вся схема устройства теплообменника не отличается сложностью: она основывается на естественной циркуляции подогреваемой жидкости или за счет подключения электрического насоса.
Профессиональные печники рекомендуют остановить выбор на открытой системе нагрева воды, без применения давления. Также следует учесть влияние протяженности труб на эффективность функционирования всей системы. Оптимальной считается длина, не превышающая трех метров. Этого вполне хватает, чтобы вынести емкость с нагретой водой в соседнюю комнату.
Имеет значение и толщина трубы. Для работы без участия электрического насоса необходимо, чтобы диаметр превышал один дюйм. Иначе банная печь, оснащенная теплообменником, не справится самостоятельно с перегонкой жидкости.
Достичь максимальной производительности системы позволит грамотное размещение всех ее элементов. Ключевым моментом является крепление накопительной емкости – она фиксируется выше уровня теплообменника. Конструкция соединяется между собой двумя трубами. Их монтаж производится с соблюдением определенных правил:
Какие еще важные моменты следует учесть при оснащении банной печи теплообменником:
Независимо от того, будете ли вы приобретать готовый теплообменник для банной печи или изготавливать его самостоятельно, обратите внимание на материал для его производства. Он должен обладать устойчивостью к резким перепадам температурного режима.
Каждый из трех вариантов расположения теплообменника обладает особенностями.
При внутреннем оборудовании банной печи змеевиком из стальной трубы его устанавливают таким образом, чтобы конструкция не подвергалась прямому воздействию огня и находилась за пределами участка с максимальной температурой. Оптимально, когда теплообменник находится на пути движения отходов сжигаемого топлива, это продлит период его эксплуатации. Среди достоинств модели – сохранение максимальной температуры жидкости длительное время, пока стенки из кирпича или металла удерживают тепло. На выходе из банной печи конструкция оснащается патрубками для труб, соединяющих ее с выносной емкостью. Встроенная модель обеспечивает быстрый прогрев воды, однако это устройство недостаточно эффективно ввиду уменьшения мощности банной печи. Период прогрева парной увеличивается, а дымовые газы беспрепятственно улетучиваются через дымоход. КПД подобной конструкции не превышает 50%.
Замечание! Исключения составляют модели банных печей из кирпича с теплообменником, где за счет нескольких ходов движения дымовых газов обеспечивается обогрев душевой и предбанника.
Емкость из нержавеющей стали, установленная сбоку банной печи, осуществляет прогрев жидкости за счет инфракрасного излучения одной из стенок. Среди преимуществ отмечается легкость монтажа. Однако, как и в предыдущем варианте, подобный теплообменник уменьшает количество тепла, выдаваемого печью в парную. Дополнительный недостаток конструкции – необходимость регулярно добавлять холодную воду.
Наиболее выгодный с точки зрения КПД вариант. Его минимальная производительность составляет 60 %. Это достигается за счет отсутствия влияния теплообменника на работу самой банной печи. Нагрев жидкости осуществляется исключительно благодаря понижению температуры продуктов сгорания. Подобный принцип функционирования конструкции применяют большинство производителей банных печей из металла. Доступный способ установки теплообменника не лишен недостатков: по мере испарения жидкости потребуется ее долив, а также громоздкий внешний вид.
Существует еще один интересный вариант подогрева воды – это модель теплообменника, расположенного на дымоходе, в форме проточного нагревателя небольшого объема (5-10 л). С помощью патрубков он соединяется с выносной емкостью объемом 60-120 л. Размер накопительного резервуара подбирается пропорционально мощности банной печи. За время подготовки парной обеспечивается прогрев воды до требуемой температуры.
При желании можно подобрать комбинированный вариант, когда банная печь оборудована двумя теплообменниками – один встроен в топку, второй базируется на дымоходе. Для обогрева бани вместо накопительного бака для воды к конструкции подсоединяются батареи или регистры.
Ассортимент банных печей, выполненных из металла и дополненных теплообменником, отличается широким диапазоном ценовой политики, размерами, качеством исполнения, внешним видом и позволяет приобрести наиболее подходящую модель. Это спровоцировало вытеснение кирпичных аналогов ввиду их громоздкости и трудоемкости возведения.
Для парилки объемом до 18 м куб. удобным вариантом прогрева является печь «Везувий» Скиф. Корпус теплообменника установлен в боковом кармане, в зависимости от потребностей покупателя он оборудуется с левой или правой стороны. Одно из достоинств модели – нахождение каменки в кожухе, окружающем конструкцию. Этим достигается эффект кирпичной печи. Для производства топки использована качественная восьмимиллиметровая сталь, не меняющая пропорций при высоком температурном режиме.
Модель «Торнадо» более мощная и рассчитана на помещение до 20 м куб. Масса конструкции составляет 125 кг, теплообменник встроенный. Установка банной печи требует правильного расчета прочности фундамента. Боковой кожух допускает закладку камней массой до 240 кг. Преимущества модели – мощная топка из чугуна. Разогрев камней в боковом отсеке до максимальной температуры и предотвращение перегрева воздуха обеспечивает удобный кожух. Конкуренцию отечественным моделям составляют финские производители.
Длительная эксплуатация теплообменников для банной печи достигается при условии грамотной установки системы и соблюдения правил эксплуатации конструкции.
Если в бане есть хорошая печь, то никакого бойлера для нагрева воды в моечную не нужно – для этого используется теплообменник. Его главная задача в том, чтобы нагреть поступающую воду и отдать ее в навесной бак. А потому пока пылает «сердце» бани – и вода в соседнем помещении будет горячей, а когда баня не топится и не используется – она сливается. Вот так все рационально и продумано.
Банные печи с теплообменником – это печи, в которых есть особое пространство, куда поступает холодная вода, нагревается и выходит по трубам к радиаторам или навесному баку. Причем функция теплообменника банных печей не только в нагревании воды для душевой – те выносные баки, которые находятся в комнате отдыха или предбаннике, еще и прогревают их.
Существует 2 варианта исполнения теплообменников:
Абсолютно все теплообменники, не зависимо от их вида, в обязательном порядке заполняются жидкостью – антифризом или водой. Подает жидкость в них сообщающая емкость – батарея водяного отопления или навесной бак. Для присоединения традиционно используются 2 штуцера: один снизу, другой – сверху. И все схема работы теплообменника предельно проста – все происходит благодаря естественной циркуляции нагреваемых жидкостей, либо путем подключения насоса, работающего от электричества.
Опытные печники советуют отдавать предпочтение открытым системам нагрева воды в бане – то есть без давления. Немаловажен и такой момент – наиболее эффективной системой нагрева воды в бане считается та, общая протяженность труб какой не превышает трех метров. Причем на практике этого оказывается достаточно, чтобы поместить прямо за стеной парилки сам бак.
Также важна и толщина трубы – лучше, если она не будет меньше дюйма, в противном случае току жидкости будет оказано ощутимое сопротивление, и печь банная с теплообменником без насоса не сможет гонять воду.
Все расчеты габаритов теплообменника всегда приблизительны. К примеру, на обогрев обычного банного помещения необходимо около 5кВт – то есть именно столько энергии должна дать системе печь с теплообменником. А 1 квадратный метр площади теплообменника – это около 8-9 кВт во время топки.
Конечно, многое зависит от расположения котла в печи и интенсивности горения топлива, но в любом случае мощность котла по окончанию топки быстро падает в 5-10 раз. А потому площадь поверхности печного теплообменника рассчитывать нужно с многократным запасом – только так можно создать систему, которая сможет поддержать комфортную температуру во всех помещениях бани при одноразовой или двухразовой топке.
Форма самого котла печи для бани с теплообменником может быть самой разной. Наиболее распространенный вариант – из нержавеющих труб, но сегодня все более популярными становятся коллекторы из двух швеллеров и образцы пластинчатого типа.
Для того, чтобы собственноручно изготовить теплообменник для кирпичной печи, понадобится металл 2,5 мм толщиной. Его конструкция будет такова: цилиндрическая верхняя емкость и прямоугольная нижняя соединены трубами. Самое главное – это сделать все сопрягаемые швы с минимальными зазорами, а уже размер самой печи и диаметр труб нужно рассчитывать исходя из размера самого помещения бани.
Итак, все готовые раскроенные детали нужно прихватить сваркой и проверить, насколько точно были выполнены все расчеты. После этого можно собирать теплообменник. И наконец, он проверяется на прочность таким образом: нижнюю трубу нужно заварить, в теплообменник – залить воду и выходное отверстие соединить с емкостью. Теперь, используя монометр для контроля давления, систему нужно заполнить сжатым воздухом. Если швы были выполнены качественно – они не станут течь. А вот если такие прорехи окажутся, из системы нужно слить воду и проблемные места снова заварить. Конечно, чем меньшей будет общая длина всех труб, тем лучше.
Теплоизолировать бак для воды или нет – зависит от того, будет ли он использоваться только по прямому назначению, или же им планируются прогреваться и смежные комнаты.
Опытные печники советуют выбирать и эксплуатировать печь для бани с теплообменником ответственно, а потому не лишним будет ознакомиться с такими правилами:
Если система предполагает естественный теплообмен – без насосов – то трубы для подачи в бак воды должны быть расположены так: холодная вода из бака самотоком стекает по трубе к печи, а горячая таким же образом поднимается снова к баку. Но все это будет работать, если трубы и прямой, и обратной подачи воды будут размещены под углом 2-5 градусов.
Современный строительный рынок предлагает достаточно видов банных агрегатов такого вида: это и мощная чугунная печь с теплообменником, и недорогие дровяные печи с теплообменником – цена последнего особо не влияет на стоимость самой печи. Важно только обратить внимание при выборе, чтобы сам теплообменник был изготовлен из качественной жаропрочной и жаростойкой стали.
Стандартные системы дымоотводов в частных домах или банях имеют значительный минус, выражающийся в бессмысленных затратах тепловой энергии. Простейший теплообменник на трубу в баню исправит данную проблему и позволит эффективно расходовать излишки тепла на нужды владельца.
Непосредственно теплообменник на трубу дымохода в баню лучше всего изготавливать из «нержавейки», называемой аустенитной сталью. Данный материал сохраняется свои лучшие характеристики даже при интенсивной эксплуатации в предельном температурном режиме.
Если же осуществлять отопление в бане через теплообменник из цинка, то это может быть опасным для человеческого организма. Когда материал разогреется до температуры в 200 градусов по Цельсию, начнется процесс выделения вредных цинковых испарений, а накаливание до 500 градусов по Цельсию приведет к тому, что в воздухе образуется предельная концентрация опасных веществ. Естественно, нет причин для беспокойства, если цинковый теплообменник не разогревается больше 200 градусов по Цельсию. Такое отопление бани весьма эффективно.
Стоит отметить и преимущество цинкового теплообменника, заключающееся в повышенной конвекции воздуха, обтекающего теплообменник. Цинковый теплообменник использовать с целью обогрева дома параллельно с прогреванием бани нельзя, а вот на подогрев беседки или террасы излишков тепловой энергии вполне хватит.
Теплообменник регистр на трубу в баню устанавливается своими руками без каких-либо затруднений. Можно его даже монтировать на обычную железную печь, затем оборудовать кирпичную кладку вместе с печью и благополучно использовать. Даже если кирпич будет уложен на ребро – устойчивость конструкции не снизится. На фото и при визуальном осмотре теплообменник не будет выделяться из общего фона, что позволяет его монтировать в любом помещении, через которое проходит дымоход. Схожим методом может быть сделан теплый пол в бане от банной печи , который отличается практичностью.
Осуществлять свою работу теплообменник может в двух различных режимах. Они имеют отличительные особенности, заключающиеся в своеобразности процесса передачи тепловой энергии от выделяемого дым к внутренней трубе регистра.
В первом случае теплообменник для банной печи на дымоход имеет модификацию в виде наружной емкости с водой. При кипении вода конденсируется на трубке теплообменника и таким образом происходит нагрев самой конструкции. Температура на поверхности трубки не будет превышать 100 градусов по Цельсию, что соответствует температуре кипения воды. Сама емкость с водой будет прогреваться долго.
Во втором случае конденсируемый пар не затрагивает конструкцию теплообменника. Поток тепла движется по трубе беспрепятственно, а вода разогревается значительно быстрее. Чтобы понять технологию процесса, по которой происходит отопление в бане от теплообменника, можно посмотреть, как происходит процесс нагревания воды в обычной кастрюле на горелке домашней плиты.
Не сложно заметить, что вплоть до момента закипания, влага конденсируется на стенках кастрюли и стекает на поверхность плиты. Соответственно при обустройстве теплообменника вторым способом необходимо позаботиться о том, чтобы труба имела большую толщину стенок, что значительно снизит степень образования конденсата.
Олово в качестве материала для выплавки теплообменника является очень практичным и надежным. По сути, дымоход с теплообменником для бани будет выглядеть, как труба, обвитая меньшей металлической или медной трубкой. В процессе нагревания от трубки будет прогреваться и проходящий мимо воздух.
Достаточно будет спиральную трубку приварить. Можно производить пайку и оловом, предварительно обезжиренным ортофосфатной кислотой. В таком случае теплообменник будет закреплен особенно надежно, ведь недаром оловянные самовары считаются эталоном надежности среди аналоговых изделий.
Самым дешевым вариантом для устройства теплообменника является алюминиевая гофра. Всего три таких трубки хватит, чтобы обогревать любое помещение в доме. Достаточно будет обернуть их вокруг дымохода и вывести в нужное место.
Такая технология позволяет в процессе растопки бани обогреть довольно-таки просторную комнату до предельной температуры, что даже будет жарко. Если предварительно гофры завернуть в пищевую фольгу, то можно усилить эффективность конструкции.
На мансардах имеется смысл установки колпачного теплообменника, работающего по принципу конвектора. Горячий воздух в нем медленно поднимается к верху, а при остывании – медленно спускается. Преимущество данной конструкции заключается в том, что она повышает безопасность эксплуатации дымохода на уровне второго этажа.
Некоторые дополнительно монтируют у такого теплообменника сетку с камнями, что поспособствуют повышенной аккумуляции тепловой энергии. Также подобная конструкция эстетично смотрится на фото и при визуальном осмотре.
Итог
В статье подробно описаны основные разновидности теплообменников и процедура их монтажа. Если выполнять работы с соблюдением основных рекомендаций, то можно получить высококачественную, эффективную, надежную, безопасную и долговечную систему для обогрева разных помещений в доме параллельно с растопкой бани. Доверить работы по установке можно специалистам.
Для нагрева воды в бане в мойке, возможно использовать теплообменник на дымоходе.
Теплообменник, установленный на дымоходе, позволяют поместить бак с горячей водой в помещениях, смежных с парилкой. Для этой цели на дымоход печи устанавливается универсальный регистр (теплообменник), из нержавеющей стали с двумя штуцерами, который с помощью соединительных труб и дренажного крана соединяется с выносным баком.
Выносной бак должен иметь два штуцера для подключения к регистру и штуцер для установки крана для слива воды (краны и соединительные трубы комплектуются покупателем при монтажных работах самостоятельно).
В процессе горения дров происходит, нагрев стенок регистра. Вода в регистре нагревается и вытесняется снизу холодной водой, поступающей из выносного бака с более холодной водой. Таким образом, происходит циркуляция воды по замкнутому контуру.
Важно что бы в процессе эксплуатации печи и теплообменника вода заполняла резервуар не менее 30%. В качестве связующих элементов следует использовать только металлические трубы.
Труба должна иметь уклон вверх до самого бака, для выхода паровоздушной смеси, образующегося в регистре в процессе нагрева воды. В зимнее время после окончания работы печи необходимо слить воду из системы через дренажный кран для предотвращения повреждения бака и регистра при замерзании воды.
