Теплообменник для банной печи своими руками

Всегда приятно посещать хорошо продуманную баню, в которой находится качественная каменка, способная производить легкий пар. Система водоснабжения и отопления тоже играет большую роль для парилки, поэтому всегда нужно уделять время проектированию теплообменника.

Теплая вода для парилки может нагреваться двумя способами: использование электрического бойлера или при помощи теплообменника, который располагается в бане и забирает тепловую энергию от сгорания топлива.

Первый вариант теплообменника для банной печи не всегда рационально устраивать, поскольку он требует большого количества электрической энергии.

Какие бывают теплообменники для банных печей

Существуют общие классификации, которые применяются для разделения нескольких вариантов изделия по способу действия. В то же время, каждый отдельный тип имеет собственные подвиды. Каждый человек, захотевший соорудить баню, может использовать один из нескольких видов теплообменников или эксплуатировать собственный. Новый вид оборудования появляется если владелец вносит малейшие изменения.

По основным конструктивным характеристикам теплообменники разделяются на такие виды:

По расположению бака для воды

Емкости с жидкостью могут располагаться в разных помещениях (душевая, парная, чердак). Отдельные места установки имеют собственные достоинства и недостатки.

Рассмотрим первый случай – бак монтируется в парной. Таким образом можно достичь максимальной скорости нагрева воды за счет небольшой длины трубопровода. Недостатком подобного варианта является уменьшение пространства помещения, которое может иметь небольшие размеры.

Бак в душевой (самоварного типа) решает вопрос со свободным пространством. Небольшим недостатком выступает увеличенная протяженность труб, что влияет на скорость нагрева воды.

Оба варианта отличаются совместной проблемой, связанной со слабым напором воды. Парная комната имеет высоту не более 2 метров. Если прикрепить емкость на максимальную высоту, то расстояние от пола до выходного патрубка составит около 1,5 м. Это значить, что смонтировать привычный стационарный душ не является возможным. Единственный вариант применять гибкий шланг. Чтобы иметь нормальный напор воды, разница высоты не должна быть меньше 10 см.

Компенсация этого недостатка решается просто – вынос бака для воды на чердак (третий способ).

Такой вариант имеет собственные недостатки, связанные с большой протяженностью труб, что приводит к потере тепла. Бак обязательно должен утепляться. Помимо этого, проблема возникает с возобновлением объема воды. Не каждый захочет периодически носить ведра по лестнице, чтобы выносная емкость имела достаточный уровень воды, а проложить к нему водопровод не всегда возможно.

Из этой информации следует, что универсального расположения бака не существует. Каждый человек должен самостоятельно подбирать вариант, исходя из конструктивных особенностей постройки, климатической зоны и наличия инженерных коммуникаций.

По месту расположения теплообменника

По этому показателю устройства разделяются на две категории – монтируемые внутри печи или возле дымохода (отвод дыма должен осуществляться по металлической трубе). Эти варианты имеют свои особенности, но могут прекрасно существовать.

Внутренняя емкость позволяет осуществлять быстрый нагрев, благодаря близкому расположению к очагу тепла. Здесь имеются риски, связанные с закипанием воды. Кроме этого, произвести ремонт или замену теплообменника невозможно без разбора банной печи, что не очень удобно.

В процессе нагревания воды на стенках образуется накипь, которая снижает теплоотдачу. Каждый миллиметр отложения уменьшает возможность отдачи тепла на 10%, эффективность отдачи тепла со временем уменьшается. В зависимости от региона проживания, характеристики жидкости изменяются, что приводит к частым ремонтным работам оборудования.

Большой слой накипи может образовываться уже через 1 год активного пользования баней. Теплообменник можно очищать при помощи соляной кислоты, но такой подход требует строго соблюдения правил техники безопасности.

Теплообменник на трубу дымохода в баню не обладает недостатками, связанными с постоянным закипанием воды. Здесь температура нагрева не превышает 100 градусов. Этот параметр стал одновременно и недостатком, поскольку период нагрева увеличился в несколько раз. Теплообменник для бани на трубе позволяет его располагать непосредственно в помещении, при этом не используется полезное пространство.

Редко можно увидеть банный теплообменник, расположенный под камнями печи. Такой вариант нецелесообразно применять, ведь булыжники не набирают оптимальной температуры для образования пара. Ведь качественный, мелкодисперсный пар – то, ради чего строится баня.     

Принцип работы печи с теплообменником

Ниже будут рассматриваться три варианта:

  • внутренний змеевик;
  • внешний бак;
  • расположенный на дымоходе.

Внутренний змеевик

Теплообменники для бани такого типа отличаются тем, что монтируются в специально отведенном месте печи. Чаще всего он изготавливается из стальной трубы и устанавливается так, чтобы на него не воздействовала энергия пламени напрямую. Более того, он не входит в зону с максимальной температурой. Оптимальным вариантом является монтаж бака на пути движения дыма. Это позволяет увеличить срок эксплуатации оборудования.

Достоинством внутреннего змеевика выступает хорошее сбережение тепла. Вода будет подогреваться пока стальные или кирпичные стенки нагреты. На корпусе печи для бани имеются соединительные патрубки, к которым присоединяются элементы водяного отопления и трубопровода к выносной емкости. Подобный вариант обеспечивает нагрев жидкости значительно быстрее, чем другие варианты, но не нужно использовать его для маленьких печей. КПД будет постепенно уменьшаться из-за быстрого вылета нагретых газов через дымоход.

Внутренний змеевик эффективно показывает себя в кирпичных банных печах, которые имеют несколько ходов. Таким образом достигается качественный обогрев предбанника и душевой.

Внешний бак

Подобная емкость, сделанная из нержавеющей стали, может располагаться в непосредственной близости от печи. Дополнительная тепловая энергия будет поступать от инфракрасного излучения, и вода сможет нагреваться в баке быстрее. В качестве преимущества можно выделить простоту установки.

Недостатком является плохая передача тепловой энергии помещению парной. Помимо этого, постоянно требуется холодная вода, чтобы доливать ее в емкость.

Теплообменник на дымоходе

По принципу действия такой вариант наиболее выгоден. Минимальное КПД агрегата не меньше 60%. Высокие показатели энергоэффективности достигаются из-за того, что бак не влияет на правильную работу банной печи. Нагревательные процессы проходят после сжигания топлива, непосредственно отработанным газами.

Большинство промышленных производителей банных печей с теплообменниками используют такой способ нагрева воды. Установка бака проводится легко, единственный недостаток заключается в громоздком виде и необходимостью постоянно доливать воду.

Расчет мощности

Правильный выбор теплообменника должен учитывать показатели основного нагревательного прибора. Здесь учитываются объем и мощность печи для бани.

Чтобы подобрать оптимальное оборудование и комплектующее нужно учитывать такие правила:

  • банная печь отдает часть энергии теплообменнику. Не рационально применять большие емкости, чтобы можно было нагреть больший объем воды. Подобный подход может значительно снизить комфортность пребывания в парилке, увеличить расход топлива и создать неблагоприятный микроклимат. Бак с водой не должен забирать на себя больше 10% всей вырабатываемой энергии;
  • отопительные радиаторы и теплообменник между собой соединяются трубами. Если в бане не предусмотрено устройства водного насоса для поддержания правильной циркуляции, длина труб не должна превышать 3 метра. Здесь учитывается диаметр трубопроводов и рациональный уклон, который обеспечивает самотечность. Использование насоса дает возможность увеличивать длину трубопровода и не придерживаться уклонов;
  • важно создать баланс между быстрым и медленным нагревом жидкости в системе. Не допускать постоянного закипания воды. Если для теплообменника используется маленький бак, закипание произойдет через 2 часа и приведет к образованию большого количества некачественного пара. При монтаже объемного теплообменника, нагревание не будет происходить вовремя, и процесс затянется на несколько часов. Следует создать такие условия, чтобы вода была горячей через 2 часа после розжига банной печи.

Теперь поговорим об оптимальных размерах теплообменника. Он должен иметь запас мощности, что позволит поддерживать тепловой режим после затухания отопительного устройства. Безусловно, вода начинает остывать быстро, поэтому важно создать правильный агрегат, позволяющий как можно дольше поддерживать температуру.

Рассмотрим пример расчета мощности. Сначала нужно определить мощность оборудования, которое сможет обеспечить прогрева комнаты. Для примера будем оперировать 5 кВт, способными поддерживать микроклимат.

Теплообменник нужно брать с запасом. Принимаем его площадь 1 метр квадратный, способный работать при мощности 10 кВт.

Объяснение. Ведя расчеты нужно учитывать пропорцию – 10 кВт приравниваем к 1 квадратному метру. Чтобы учесть все потери тепла, проводится корректировка значений. Формула приобретает следующий вида – 1 м. кв. = 10 кВт – 3 кВт.

Используя такой подход, можно достичь нужной температуры помещения, растопи печь один или два раза.

Как сделать теплообменник своими руками

Чтобы самостоятельно сделать устройство нужно определиться с его разновидностью.

Ниже будут приведены инструкции теплообменников в баню для горячей воды двух видов: около дымохода, внутри печи.

Теплообменник в банную печь около отводящей трубы

Проще и эффективней всего применять медные трубки. Здесь учитывается диаметр дымохода, относительно которого нужно принимать длину трубок (до 2 метров) с диаметром около 10 мм. Меньший размер медных приспособлений значительно увеличивает скорость закипания воды в трубках, а движение жидкости ограничивается. Рекомендуется применять 10 мм трубы.

На оба конца помещаются развальцованные переходники. Развальцовка делается специальными приспособлениями. Эту процедуру нужно выполнять аккуратно. Следует достигнуть ровной поверхности, чтобы не возникали протечки. Вокруг дымохода «обматывается» медная проволока в виде впирали, концы присоединяются к баку с водой. Конструкция готова.

Сложнее оборудовать устройство из двух металлических труб. Первая должна иметь немного больший размер нежели дымоход, вторая – диаметр на 10 см больше первой, сталь толщиной 1-3 мм.

Подобный теплообменник для бани своими руками имеет следующий алгоритм:

  • из разных труб отрезаются по два куска, длиной 30 сантиметров. Торцы делаются ровными;
  • из металлического листа вырезается две окружности, и проделываются отверстия диаметром второй трубы (меньшего диаметра);
  • в полученные отверстия помещается отрезок и хорошо приваривается. Сварной шов не должен иметь непровар;
  • в верхней и нижней части должны быть устроены отверстия для крепления патрубков. Вся конструкция должна быть герметичной.

Устройство готово, осталось прикрепить его на дымоотвод и сделать разводку трубопровода. В качестве теплоизоляции нужно использовать алюминиевую фольгу.

Теплообменник в печи

Подобные агрегаты отличаются высокой эффективностью, просты в изготовлении и имеют простую конструкцию. Они могут устраиваться в виде нескольких трубок или изготавливаться в виде бака из нержавейки.

Такая разновидность нагревателей начинает монтироваться совместно со стенами печи для бани. Его размеры подбираются в зависимости от габаритов основного нагревательного оборудования. Входная труба, предназначенная для ввода холодной воды, располагается снизу конструкции, а сверху выходит выходное отверстие. Подобное решение позволяет обеспечить правильную циркуляцию жидкости.

Существует много разновидностей внутренних теплообменников, отличающихся по размерам, конфигурации, материалу и расположению. Оптимальное решение подбирается исходя из особенностей устраиваемой бани и оборудования.

Для создания такого нагревателя, нужно применять только качественные комплектующие, сварные швы делаются герметично. При малейшей протечке потребуется разбирать кирпичную кладку.

Установка теплообменника

Много людей, которые собрали агрегат своими руками, задаются вопросом как правильно установить теплообменник для банной печи. От этой процедуры зависит максимальный эффект, который можно добиться от устройства. Важным моментом выступает высота монтажа бака для воды, она должна превышать высоту крепления теплообменника. Процесс монтажа и установки должен выполняться при помощи металлических, или можно использовать металлопластиковые трубы, соединяемые основные элементы системы.

Чтобы все делалось правильно, нужно выполнять следующие условия:

  • горячая вода перемещается к основному баку под углом 30 градусов, если не предусмотрена установка насоса;
  • соединительная схема подключения теплообменника бани предусматривает трубу для подачи холодной воды, размещаемой ниже под углом 2 градуса;
  • на баке для воды должен присутствовать кран забора воды;
  • предусматривается кран для слива воды из системы;
  • крепления не должны обеспечивать плотную фиксацию труб к стене. В процессе нагрева материал расширяется, а неправильные фиксаторы могут стать причиной аварии;
  • мощность всего нагревательного оборудования должна быть пропорциональна, предварительно рассчитанная;
  • если теплообменник будет крепиться на дымоход диаметром 115 мм, следует делать легкую конструкцию;
  • в местах соединения труб и агрегатов, рекомендуется использовать уплотнители, способные выдерживаться большие температуры. Это предотвратит протечки жидкости.

Особое внимание уделяется материалу из которого изготавливается самодельное или покупное оборудование. Его основной характеристикой должна выступать оптимальная работа при высоких температурах. Если это условие не выполняется, нужно подобрать соответствующий материал.

Ссылка на основную публикацию