Виды теплообменников для дымохода банных печей их классификация

Установка банной печи с теплообменником

1. Монтаж агрегата выполняется на предварительно углубленный в грунт (на 40 см) фундамент. Сооруженная основа не должна выступать над уровнем пола.
2. Вокруг печи выполняется кладка из кирпича с применением глиняного раствора.
3. Теплообменник для отопительного устройства устанавливается в смежном с парилкой помещении.
4. В стене бани выполняется отверстие для вывода топки.
5. В систему заливается жидкость, которая через трубы, обмотанные теплоизоляцией, подается в накопительный резервуар.
6. Устанавливается дымовой канал, верхний конец которого проходит через отверстие в потолке и прикрепленному к нему металлическому листу.
7. Производится тщательная герметизация проема и всех стыков.

Как установить теплообменник своими руками: инструкция

Установка теплообменника на дымоход происходит на базе уже готовой емкости, (например, модель “Ермак”), которую можно приобрести в магазине, либо изготовить самостоятельно из листовой нержавеющей стали или медной трубки.

Как выбрать металл для изготовления устройства

Для изготовления теплообменников используют следующие виды металла:

• нержавеющая сталь;
• оцинкованная жесть;
• медь.

Выбор зависит от конструкции печи, ее мощности и температурного режима.

Если рабочая температура печного оборудования не превышает 200 градусов, то для установки теплообменника подойдет любой металл.

Если печь нагревается выше 200 градусов, то использовать тонкостенные баки из оцинковки не рекомендуется, поскольку высокая температура может деформировать емкость.

Для теплообменника в виде змеевика (трубки, которая устанавливается спирально вокруг дымохода) используется медь как оптимальный металл по части пластичности, теплопроводности, прочности и устойчивости к коррозии.

При желании можно изготовить змеевик самостоятельно, согнув трубу спиралью таким образом, чтобы ее внутренний диаметр был на 1-2 мм больше трубы дымохода.

Установка теплообменника самоварного типа

Установка теплообменника — дело не совсем простое, и требует опыта в сварочных работах и знания принципов работы отопительных систем.

Монтаж выполняется на основе готового металлического бака:

• Емкость теплообменника устанавливается непосредственно на трубу дымохода, которая должна быть прочно закреплена на каменке.
• Выше по ходу трубы после теплообменника устанавливается шиберная заслонка дымохода.
• После выбора места для установки накопительного бака (это может быть парная, душевая, предбанник) на стену крепится опорная реечная конструкция.
• Бак фиксируется на опоре с помощью саморезов строго вертикально. Если бак имеет большой объем (от 120 литров), можно использовать кронштейны, которые устанавливаются на стену.
• К входному патрубку бака подключается обратный клапан (в случае открытого типа контура).
• К выходному патрубку емкости подключается кран для слива воды (он должен быть предусмотрен, если печное отопление используется сезонно).
• К теплообменнику через штуцеры подключаются отводящий и подводящий патрубки, идущие к накопительному баку.
• После подключения всех подводящих и отводящих труб теплообменник приваривается к трубе дымохода с обеих сторон.
• Патрубки, ведущие к накопительному баку, присоединяются при помощи металлических фитингов.
• После завершения сварочных работ, подключения подводящих и отводящих патрубков проводится проверка системы путем пробного запуска воды. Если сварные швы выполнены качественно, то в местах стыков течи возникнуть не должно.

2 Sawo

Стильный дизайн Страна: Финляндия Рейтинг (2018): 4.8

Благодаря тому, что эта фирма не слишком известна российском потребителю, стоимость электрических печей марки Sawo несколько ниже, чем они того заслуживают. Поэтому можно приобрести каменку европейского качества со множеством приятных опций по вполне бюджетной цене. Покупатели особенно хвалят качество стального корпуса этих устройств – стойкость к коррозии у них отличная.

Самой популярной серией электрических печей компании является линейка навесных каменок Mini. Все они супер-компактные, имеют мощность от 2,3 до 3,6 кВт и дают возможность оборудовать парную даже на самой скромной площади. А печи с романтичным названием Dragonfire, то есть «Пламя дракона» —  подойдут для самых взыскательных ценителей современного дизайна. Корпуса этих традиционных напольных каменок украшены стилизованными языками огня. Серия включает в себя модели в решетчатом и сплошном корпусе мощностью до 18 кВт, а также достаточно редкий вариант банной печи – угловой.

Банная печь с бойлером

Банная печь с бойлером популярна среди пользователей, благодаря экономичности. КПД устройства повышается из-за внедрения оборудования для использования отработанных газов в с целью повышения производительности. Происходит подогрев воды в бане с помощью газов. Температура жидкости достигает комфортной величины для мытья посуды и удовлетворения бытовых потребностей.

Везувий скиф 16 вчт

Везувий скиф 16 ВЧТ имеет теплообменник на печь с внутренним нагревателем воды. Он расположен слевой или правой стороны, зависит от модели. Встроенная сетка обеспечивает привлекательный внешний вид конструкции. Стальная топка имеет толстые стенки до 8мм. Вся конструкция герметична.

Для фиксации деталей применяется болтовое соединение. Металлическая основа кожуха покрыта термостойкой краской. На стыке между элементами керамический шнур устойчив к температуре 1200 градусов. Прочная банная печь имеет топочный тоннель, позволяющий закладывать дрова из смежного помещения.

Торнадо 20м2

Торнадо 20м2 имеет внутренний теплообменник для бани из нержавейки. Сама печь прочная, дополнена чугунной дверцей. Нагрев воды в бане с помощью теплообменника, встроенного внутрь происходит быстро, сохраняя тепло на долгое время. Мощное устройство требует укрепление места установки на полу. Тяжелая конструкция имеет длительный срок эксплуатации, проста в использовании.

Harvia 20 sl boiler

Привлекательная печь Harvia 20 sl boiler от финского производителя весит 80 кг. Вместительная конструкция размещает 45 кг камней, которые используются для отражения тепла, поддания пара. Выносное банное устройство имеет вмонтированный конденсатор, рассчитано на парилку площадью 20 квадратных метров. Устойчивые ножки надежно фиксируют местоположение печи с рамкой из нержавейки.

Разновидности

Существует несколько типов теплообменников для оснащения банных печей.

В зависимости от особенностей конструкции выделяют следующие разновидности устройства:

1. Змеевик, являющийся довольно простым вариантом. Оба конца теплообменника выведены из резервуара для забора холодной и выпуска горячей воды.
2. Соединение двух металлических емкостей: цилиндра и параллелепипеда. Нагреваясь, жидкость из такого теплообменника посредством труб поступает в место своего назначения.

  

Наиболее распространенным считается второй вариант аппарата, ведь с его помощью не только вода становится горячей, но и отапливаются все помещения бани. Таким образом, происходит экономия топлива и, соответственно, средств.

В зависимости от месторасположения теплообменники подразделяются на следующие два вида:

• навесной, то есть располагающийся на дымоходе;
• встроенный в конструкцию печи.

Агрегат первого типа получает необходимое тепло не от самой печки, а от дымового канала за счет нагревания выбрасываемых газов. Вместительный короб способствует быстрому нагреву жидкости в баке. Она остается горячей на протяжении всего времени топки бани. Одним из недостатков прибора можно назвать его массивность. Порой при обустройстве дымохода вначале устанавливают теплообменник так называемого самоварного типа, а затем уже дымоотводную трубу.

Собирая систему для циркуляции воды, следует отказаться от использования пластиковых изделий в парилке. Высокая температура такого помещения влияет на пластик, в результате чего этот материал начинает выделять вещества, которые негативно воздействуют на здоровье человека.

Встроенный в конструкцию печи теплообменник имеет вид герметичного плоского бака емкостью до 5 л. В этот резервуар вварены два патрубка с нарезанной на их концах резьбой. К ним присоединяются водопроводные трубы, ведущие к выносному баку большого объема (до 100 л).

В печи теплообменнику отведено место между кожухом конвектора и устройством для сжигания горючих веществ. При этом аппарат совершенно не соприкасается с огнем.

Перед началом топки печки требуется наполнить систему водой, поскольку разогретый сухой теплообменник под воздействием холодной жидкости теряет свою герметичность и начинает протекать. С целью предотвращения появления воздушных пробок в системе воду нужно закачивать снизу с помощью насоса.

Теплообменники для печи заслуживают большого внимания из-за возможности экономить на топливе, ведь для их нормального функционирования требуется тепло, аккумулирующееся от сгорания дров. Так, аппарат встроенного типа нагревается за счет энергии, идущей на обогрев парилки и камней. Прибор, размещенный на дымоходе, питается теплом, которое направляется в трубу. Его эффективность и скорость нагревания повышаются благодаря большей вместительности устройства. При этом бак, в который сливается горячая вода, может быть размещен на существенном расстоянии от отопительного устройства.

Несколько общих советов

Во время пользования теплообменников возникают некоторые проблемы, способные «испортить настроение». Какие это неприятности и как их можно решать?

Температура нагрева воды в баке

Температура нагрева воды в баке

Нужно «ловить» момент, когда она будет приемлемой, но такой «момент» поймать почти невозможно. Дело в том, что во время приема душа печь продолжает гореть, соответственно, температура воды постоянно повышается. Что делать? Тушить огонь в печи? Это, конечно, не выход.

Мы предлагаем решить проблему при помощи смесителя. Если в бане есть водовод – отлично, он поможет не только создавать комфортную температуру, но и с помощью простейшей автоматики сделать наполнение емкости под воду автоматическим. Можно будет мыться без экономии воды, несколько уменьшаются риски ее закипания в теплообменнике. Если подвод воды отсутствует, то рекомендуем установить дополнительную емкость для холодной воды рядом с баком для теплой воды. Подсоединять его к душу нужно через смеситель.

Схема подключения

Закипает вода в теплообменнике

Закипает вода в теплообменнике

Особенно часто такое случается во время монтажа теплообменника непосредственно в топке печи. Мы гарантируем, что вам никогда не удастся рассчитать параметры теплообменника таким образом, чтобы полностью исключить такое явление. Слишком сложные это расчеты и слишком много есть неизвестных и нерегулируемых показателей. Расчеты по скорости движения водного потока может выполнить только квалифицированный инженер-конструктор, отлично знающий законы теплотехники, гидротехники и монтажа. Но самая главная неизвестная величина – пламя в печи.

Никто и никогда не сможет точно сказать, сколько тепла дает печь в каждую отдельно взятую единицу времени. Оперативно увеличивать или уменьшать интенсивность горения пламени в зависимости от температуры воды невозможно. Решить проблему закипания воды предлагаем при помощи обыкновенных однофазных водяных насосов для отопительных систем. Встраиваются они непосредственно в трубопровод, мощность устройств 100÷300 Вт. Установка циркуляционного насоса не только устраняет риски закипания, но и значительно ускоряет время нагрева воды.

Схема подключения циркуляционного насоса

Надеемся, что наша информация будет полезной для владельцев бань и даст возможность не решать проблемы с теплообменниками, а предупреждать их возникновение еще на этапе изготовления и монтажа.

Установка

Монтировать теплообменник удобнее всего на этапе кладки. Это помогает соорудить его более правильно с четким соблюдением размеров, зазоров. При этом намного проще соответствовать заданным размерам. После установки теплообменника на фундамент печки, его обкладывают кирпичом. Это проще, чем разбирать имеющуюся конструкцию, хотя и такой подход не исключается.

Чтобы увеличить время эксплуатации нужно обращать внимания на следующие нюансы:

• не фиксировать трубы крепежами из металла;
• не наполнять систему слишком холодной водой, иначе образуется сильный конденсат;
• соблюдать соотношение размеров печи и теплообменника, разница не должна быть большой;
• пользоваться уплотнителями с хорошей огнестойкостью;
• соблюдение мер пожарной безопасности.

Указанные простые установки помогут предотвратить возникновение опасных для жизни и здоровья людей ситуации, увеличат время службы, помнить о безопасности.

Разновидности, подходящие для банной печи

Все теплообменники в первую очередь делятся на две основные группы:

• внутренние, или встроенные. Располагаются над топкой или сбоку от нее, рядом с каменкой. Требуют большого расхода топлива из-за необходимости одновременного нагрева камней и воды;
• внешние (самоварного типа). Размещаются на первой секции дымовой трубы (металлической). Это самый удачный и экономный вариант конструкции, так как нижний сегмент дымохода нагревается весьма сильно, но это тепло используется неэффективно.

Кроме этого, теплообменники различаются по типу контактного элемента. Здесь могут быть разные варианты:

• змеевик, установленный в емкости с водой и подключенный к подобному элементу в корпусе печи;
• конструкция типа «труба в трубе», где по внутренней трубе протекает горячая вода из печи, а по внешней — вода для бани;
• проточный экономайзер, установленный на дымоход.

Существуют также комбинированные модели теплообменников, одновременно работающие в двух или трех вариантах конструкции. Поскольку они не мешают друг другу, а нагревать приходится сравнительно небольших объемы воды, комбинированные теплообменники позволяют получить максимальную эффективность работы.

Теплообменник для бани

Кроме этого, есть теплообменники открытого типа. Они обладают несколько упрощенной конструкцией — в корпус печи встраивают небольшой резервуар (не более 5 л), из которого выводятся два патрубка. Горячая вода выводится из бака и поступает напрямую во внешнюю емкость (в нижнюю ее часть, где вода более холодная и нуждается в подогреве). Второй патрубок подключают к верхней части, откуда вода выводится обратно в бачок, встроенный в корпус печи.

Теплообменник для открытого огня

Мнение эксперта
Ловкачев Борис Петрович
Банных дел мастер знающий всё о парении

Такая схема обеспечивает активное перемещение воды за счет естественной конвекции жидкости. Кроме этого, во внешней емкости происходит перемешивание воды, не позволяющее ей расслоиться на уровни с разной температурой.

Варианты расположения бака

Баки для воды можно размещать где угодно: на стене помывочной или душевой, на чердаке, возле печки в парной. Внешние варианты лучше всегда утеплять, иначе вода будет нагреваться очень долго, а остывать быстро.

Вариант, когда бак располагается непосредственно возле банной печи, наиболее оптимальный, так как вода нагревается от пламени. Это визуально уменьшает помещение бани, но хорошо держит жар.

Часто камни укладывают в дымоходе, а бак ставят под топкой. Такая конструкция нагревается долго, но температуру держит тоже несколько часов. Жар от такой печи будет хороший, пар тоже.

Внешний вариант расположения более затратный в плане топлива. В этом случае придется топить дольше, так как нужно прогреть воду в трубах. Однако внешнее расположение очень удобно для душевой комнаты, когда после парилки нужно ополоснуться.

Оба варианта имеют свои недостатки – напор воды у них очень низкий ввиду небольшой высоты установки, а высота потолков в бане бывает редко выше двух метров. Установить душ будет сложно, да и мыться придется не выше чем с полутора метров. Эту проблему можно решить, если вынести бак, например, на чердак. Тогда напор увеличится, необходимо лишь своевременно добавлять воду. С ведрами не побегаешь, лучше подвести водопровод. Делается он с поплавком, чтобы, когда бак наполнится, подача воды автоматически прекращалась.

С выносом бака на внешний контур увеличиваются теплопотери. Необходимо утеплить сам теплообменник и трубы, которые к нему подводятся. Расчеты следует проводить, исходя из конструктивных особенностей бани. Например, натрубный вариант, когда змеевик опоясывает трубу, хорошо подходит для душевой комнаты. Но есть ограничения по объему – таким способом согреешь не более 50 литров воды.

Если есть возможность подвести водопровод, то лучше автоматизировать этот процесс. Тогда бак всегда будет наполнен и вода в нем будет горячая все время, пока топится банная печь.

Принцип работы печи с теплообменником

Банная печь с теплообменником

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.

Основные достоинства

Несомненными плюсами применения теплообменника в конструкции печи являются:

• Одновременное осуществление нескольких функций: нагрев воды, воздуха в нескольких  помещениях, а также парообразование;
• Варианты установки бака на значительном расстоянии от печи (даже в другом помещении);
• Долговечность. При использовании современных материалов и соблюдении технологии монтажа срок эксплуатации достигает 20 лет.
• Эстетичный внешний вид
• Доступность ухода;
• Простота монтажа;
• Высокая эффективность;
• Возможность установки как в русской традиционной бане, так и в современной финской сауне;
• Экономия места за счет компактных размеров;
• Высокая мощность и как следствие, быстрый нагрев до требуемой температуры;
• Отсутствие (или несущественность) деформаций при нагреве

Особенности установки и работы теплообменника

Устанавливается между топкой и конвектором:

• встраивается в печь;
• крепится на дымоход;
• или встраивается в него.

Производительности устройства емкостью в 5 л хватит для быстрого наполнения горячей водой 120-литрового бака. Пользоваться просто – достаточно организовать своевременную подачу жидкости (бесперебойность можно обеспечить использованием циркуляционного насоса) и «кормить» топку дровами.

При монтаже теплообменника (рекуператора) для бани необходимо учесть следующие моменты:

• суммарная протяженность труб для подачи воды должна укладывается в 3 м, что минимизирует теплопотери;
• при диаметре соединительных труб в 1 дюйм, допускается не применять циркуляционный насос.

Чем дольше эксплуатируется теплообменник, тем более оправданной с экономической точки зрения оказывается установка.

Бак с подключением водяного контура

Теплообменник в виде бака, расположенного вокруг дымохода, делают из нержавейки или оцинкованной жести. При этом следует учесть конструкцию печи. Если в ней предусмотрен режим дожигания дымовых газов, и температура дыма на выходе из печи не превышает 200 градусов, можно использовать любой материал для изготовления теплообменника.

В простых печах без дымооборота значение температуры дыма на выходе может достигать 500 градусов Цельсия. В этом случае необходимо использовать нержавейку, так как цинковое покрытие при сильном нагреве выделяет вредные вещества.

Чаще всего теплообменники такого типа устанавливают на банную печь и используют в качестве нагревателя воды для ГВС. Бачок оснащают штуцерами в верхней и нижней его части, к ним подключают трубы, выведенные в систему. Бак для горячей воды при этом устанавливают в душевой или парилке. Возможно использовать такую систему и для отопления подсобного помещения или гаража.

Изготовление бака: пошаговая инструкция и видео

Теплообменники для промышленных печей продаются в комплекте с некоторыми модификациями, при установке новой печки можно подобрать подходящую модель с уже готовым водяным контуром. Также можно сделать теплообменник на дымоход своими руками. Для его изготовления необходимы следующие материалы:

• отрезки трубы из нержавеющей стали разного диаметра с толщиной стенок 1,5-2 мм, листовая сталь;
• 2 штуцера на 1 дюйм или ¾ дюйма для подключения к системе;
• бак-накопитель из нержавейки или оцинкованной стали объемом от 50 до 100 литров;
• медные или стальные трубы или гибкая подводка для ГВС;
• шаровый вентиль для слива теплоносителя.

Последовательность изготовления для банной печи или буржуйки:

1. 1. Работы начинают с подготовки чертежа. Размеры бака, устанавливаемого на дымоход, зависят от диаметра трубы и типа печи. Печи простой конструкции с прямым дымоходом отличаются высокой температурой дымовых газов на выходе, поэтому размеры теплообменника могут быть достаточно большими: до 0,5 м высотой.

1. Диаметр внутренних стенок бака должен обеспечивать плотную посадку теплообменника на дымовой патрубок. Диаметр внешних стенок бака может превышать диаметр внутренних в 1,5-2,5 раза. Такие размеры обеспечат быстрый прогрев и хорошую циркуляцию теплоносителя. Печи с низкой температурой дымовых газов лучше комплектовать баком, имеющим небольшие размеры, чтобы ускорит его прогрев и избежать образования конденсата и ухудшения тяги.
2. С помощью сварочного инвертора соединяют детали заготовки, следя за герметичностью швов. В нижней и верхней части бака приваривают штуцера для подачи и отбора воды.
3. Бак устанавливают на дымовой штуцер печи внатяг, промазывая соединительный шов жаропрочным силикатным герметиком. Сверху на бак-теплообменник аналогичным образом ставят переходник с неутепленной трубы на утепленную и выводят дымоход из помещения через потолок или стену.
4. Подключают теплообменник к системе и баку-накопителю. При этом выдерживают необходимый градус наклона: труба подачи холодной воды, подсоединяемая к нижнему штуцеру, должна иметь угол не менее 1-2 градусов относительно горизонтальной плоскости, трубу подачи нагретой воду подсоединяют к верхнему штуцеру и с уклоном не менее 30 градусов выводят к накопительной емкости. Накопитель должен располагаться выше уровня теплообменника.
5. В нижней точке системы устанавливают сливной кран. В бане его можно совместить с краном забора теплой воды для парилки.
6. Перед началом эксплуатации систему необходимо заполнить водой, в противном случае металл перегреется, и его поведет, что может привести к нарушению герметичности сварных швов и утечкам.
7. Подачу воды в бак-накопитель можно сделать как ручную, так и автоматическую с помощью поплавкового крана. При ручном заполнении рекомендуется вывести на его внешнюю стенку прозрачную трубку для контроля уровня воды в баке, чтобы не запустить систему на сухую.

Для хорошей циркуляции теплоносителя необходимо использовать трубы с диаметром не менее ¾ дюйма, а их общая протяженность до накопительного бака не должна превышать 3 метра!

Теплообменник-водонагреватель, сделанный своими руками, показан на видео.