Выбираем печь для бани с теплообменником для воды и отопления

Печь, это незаменимый атрибут любой бани, так что если мы решили сделать проект баньки на своем загородном участке и строить ее мы собираемся самостоятельно, то и печи из кирпича своими руками должны быть нам как минимум известны. А для этого мы будем разбираться, как соорудить такую конструкцию правильно.

Конструкция и принцип действия

Печь с водяным контуром достаточно быстро нагревает помещение благодаря теплоносителю. Это может быть вода или другая жидкость, которая движется в системе. Нагревается она теплом от самой печки. Таким образом и функционирует система.

Чтобы система могла работать, в обязательно порядке необходимо устанавливать металлическую ёмкость, которая будет выполнять функции теплообменника. Выглядит она как обычный резервуар со штуцерами с подведёнными к ним трубкам. Современные прототипы таких устройств делаются из металла и огнестойкого кирпича, может оснащаться различными декорациями сверху, цветной плиткой и т. п.

Конструкция может выполняться двумя способами:

  1. 1. Теплообменник находится в топке. Такая конструкция предназначена для обогрева больших площадей, отличается продолжительной работой и долговечностью. Но есть и недостатки. К ним можно отнести близкое расположение к огню, что способствует прогоранию металлических частей. Если не очищать дымоход от сажи, то КПД постоянно будет падать.
  2. 2. Теплообменник в дымоходе. Простота в использовании и эксплуатации, высокая производительность и продолжительный срок службы у этого агрегата тоже есть. Но обогреть большие помещения вряд ли удастся с помощью такого устройства.

Способы повышения КПД

Сделать движение воды по трубам лучше, а ее нагрев в теплообменнике эффективнее можно несколькими доработками:

  1. Поступление в регистр холодной воды лучше организовать в самом низу передней части. Для реализации этого проекта к полкам, расположенным сбоку внизу, приваривают профильную трубу. Верхняя ее часть должна быть на одном уровне с колосником у котла.
  2. Увеличить отдачу тепла от пламени можно следующим путем: верхнюю и нижнюю обвязку теплообменника сделать из профильной трубы, а вертикальные участки из круглой.

Плюсы и минусы котла со скелетным теплообменником

У печей оборудованных водяным контуром, которые используются для обогрева индивидуального коттеджа, существуют как преимущества, так и недостатки. Собственнику жилья необходимо их учитывать, перед тем как принимать решение об установки такого источника нагрева.

Кроме того потребуется выбрать размеры топки, которые по тепловым показателям обеспечат надежное отопление дома. При использовании твердого топлива объем топочной камеры должен обеспечить работу источника в течение 8-12 часов от одной загрузки.

Преимущества печи со скелетным теплообменником:

Плюсы и минусы котла со скелетным теплообменником
  1. Низкие удельные нормы расхода топлива на выработку тепловой энергии по сравнению с обычными печами.
  2. КПД печи с водяным отоплением может достигать КПД твердотопливного котла.
  3. Низкая стоимость монтажа и установки за счет использования имеющейся печи и дымоотводящих каналов.
  4. Возможность обвязки контура отопления с внутридомовой отопительной системой.
  5. Конструктивная возможность интегрировать печь в существующий дизайн помещения.

К минусам печей со скелетным теплообменником, работающих на твердом топливе, можно отнести необходимость постоянного обслуживания печи по загрузке топлива, отсутствие системы защиты и регулирования. В связи с этим в помещении могут создаваться зоны недогрева или перегрева.

Выводы при эксплуатации

Можно сделать несколько выводов после первой эксплуатации и наступивших холодов. Сначала стали всплывать первые огорчения по проведенным работам. Имеется большой минус расположения котла на плите, а батареи начинают греться, когда происходит топка. Следует монтировать котел в печку. Получается, что печь горячая, а котел уже остыл. По электричеству проблем не имеется – работает все достаточно хорошо. 1,5 Вт ТЭНа вполне будет хватать на обогревание. С переносом котла в печь нужно будет разобраться с наступлением весеннего сезона.

Разновидности устройств

Печь предоставляет несколько вариантов размещения теплообменников:

Змеевик или водяной контур – стальная конструкция, которая может располагаться как внутри печи, так и снаружи, например, между стенкой печи и кожухом. Применение его не ограничено металлическими печами – водяные контуры можно встраивать и в кирпичные.

Форма и размер могут существенно варьироваться от простой С-образной, единожды изогнутой трубки со штуцерами, которая располагается внутри топливника, до водяной рубашки вокруг всего корпуса.

ВАЖНО! Правильное расположение металлической трубы внутри печи всегда таково, что открытое пламя ее не касается ни на одном участке. Следует помнить, что даже нержавейка подвергается окислению в пламени.

Большой бак, который касается стенок печи стенкой или днищем (или тем и другим) тоже можно счесть разновидностью теплообменника.

К сведению! Отбирая у корпуса печи тепло для нагрева воды, вы сокращаете рабочую мощность печки.

А ведь в конструкции всех печей есть элемент, который в большинстве случаев (но не во всех!) становится причиной существенных теплопотерь – это дымоход, куда отправляются еще очень горячие печные газы (если в печи нет системы дымооборота).

Вторая разновидность теплообменников как раз пытается исправить этот недостаток. С этой целью вокруг трубы навешивается либо небольшой проточный бачок на 5-10 литров, сообщающийся с большим баком вне парилки, либо полноценный бак, откуда в моечную подается уже горячая вода. (В последнем случае возникает больше сложностей с креплением.)

Кстати! Внешний бак, помимо прочего выполняет еще и функции обогревателя помещения, в котором он установлен (предбанника или моечной).

Как сделать регистр самостоятельно

Существуют два основных способа изготовления регистров:

Мощность 1 м2 обоих видов регистра приблизительно одинакова и составляет 10 кВт при установке в дымоходе или 12–15 кВт при установке над топкой. Чтобы сделать регистр из радиатора, нужно полностью разобрать его, отсоединив каждую секцию, затем тщательно очистить от ржавчины и краски с помощью болгарки и проволочной насадки-щетки. Затем нужно набрать нужное для получения заданной мощности количество секций и собрать их, используя фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ ленту). Использовать другие уплотнители нельзя, ведь температура в месте соединения секции и ниппеля может достигать 450 градусов, поэтому бумажные и силиконовые уплотнители прогорят и дадут течь. По диагонали нужно вставить переходники под трубу выбранного диаметра (желательно не менее 40 мм), остальные два отверстия закройте штатными заглушками, также посадив их на ФУМ ленту. После сборки опрессуйте готовый теплообменник под давлением 4–5 атмосфер, если обнаружили течь, то разберите и заново соберите его более качественно.

Чтобы изготовить теплообменник из труб, вам потребуются:

  • болгарка с отрезным и зачистным дисками;
  • сварочный инвертор;
  • плазморез;
  • угольник;
  • рулетка;
  • керн.

Теплообменник для бани своими руками

Теплообменник изготавливают из металла не менее 2,5 мм или труб, согнутых змейкой, спиралью.

Бак для воды располагают выше уровня печи — это нужно для циркуляции воды. Затем эти элементы соединяют между собой трубами: верхним и нижним контуром.

Для слива воды (при промывке системы или в периоды длительного простоя в зимнее время) в обратный контур в низшей точке трубы врезается кран.

Теплообменник для бани своими руками

Установка теплообменника на банную печь требует качественного соединения всех элементов, герметичности сварных швов. Сам теплообменник можно проверить сжатым воздухом, опустив его в воду. После сборки проверяют герметичность соединений всей системы.

Читайте также:  Какие бывают котлы? Виды котлов для отопления дома

Примечание: для обогрева смежных помещений бак для воды можно теплоизолировать — в этом случае он будет нести дополнительную функцию теплоаккумулятора.

Недостатки жидкостных теплообменников

К недостаткам описываемых устройств можно отнести:

  1. Сложность изготовления и проведения расчетов. Перед проведением работ по созданию устройства важно учитывать площадь дома и другие параметры, которые могут влиять на эффективность работы системы.
  2. Необходимость в постоянном слежении за такими параметрами системы, как давление теплоносителя и температура.
  3. Увеличенный расход жидкости, связанный с испарением ее из расширительного бака. При этом в зимнее время, если дом пустует, жидкость необходимо полностью сливать.

Недостатки жидкостных теплообменников

Но следует отметить, что изготовить жидкостный теплообменник может практически любой человек, обладающий знаниями физики на школьном уровне. Но перед изготовлением устройства важно составить чертеж всей конструкции, в котором будут отображены размеры всех элементов.

При использовании жидкостного устройства следует помнить, что если дом не используется в зимнее время, жидкость необходимо полностью слить. Если этого не сделать, она превратится в лед, что может привести к разрушению труб и радиаторов. Если же теплообменник устанавливается в доме, который используется круглый год, об этом недостатке можно забыть.

Как вмуровывать радиатор в печь

Мы постараемся дать пошаговую инструкцию кладки печи, подробную универсальную порядовку рассказать невозможно, слишком много существует вариантов как по размерам и типам теплообменников, так и по характеристикам печей. Но зная общие принципы, этапы и особенности можно будет делать печи по индивидуальным чертежам. Исходные данные. Печь кирпичная с верхним расположением каменки, котел плоский или трубчатый с размещением в топке, фундамент бетонный армированный, дымоход кирпичный или совмещенный с трубчатым.

Как вмуровывать радиатор в печь

Основание для печи

Шаг 1. Изготовьте котел (теплообменник) понравившегося типа, габариты согласовывайте с размерами печки и топки. Занесите в помещение кирпичи, дверки поддувала и топки, шибер, элементы каменки. Приготовьте раствор для кладки. Для кладки можно использовать только глину с песком или добавлять еще немного цемента для прочности. Оба варианта почти равнозначны, но мы советуем второй – уменьшаются риски вымывания раствора в швах печи из-за попадания воды.

Как вмуровывать радиатор в печь

Шаг 2. Проверьте горизонтальность фундамента, при необходимости выровняйте его. Разброс по горизонтали менее одного сантиметра – не обращайте внимания, такие погрешности без проблем ликвидируются во время кладки кирпичей за счет разности толщины раствора.

Схема кладки печи и установки теплообменника в ней

Как вмуровывать радиатор в печь

Шаг 3. Без раствора выложите кирпичами основание печи, еще раз проверьте правильность сделанных расчетов. На порядовке основания уже можно приблизительно разметить количество кирпичей для топки, толщину стен, конкретное место расположения котла.

Пример кладки первых рядов

Как вмуровывать радиатор в печь

Шаг 4. Кладите первый ряд на раствор, он будет сплошным. Второй ряд уже должен учитывать расположение и размеры поддувала.

Практический совет. Есть варианты современных печей, способных длительное время поддерживать горение дров. В таких конструкциях зольник с колосниками в большинстве случаев не делается, интенсивность сгорания топлива регулируется количеством подаваемого воздуха через специальные продухи. Мы не советуем для бани использовать этот вариант. Длительное горение топлива не увеличивает его теплоотдачу, а растягивает ее во времени. Печь будет длительное время теплой, но горячей никогда. А парную нужно максимально быстро прогревать до высокой температуры.

Шаг 5. Для высоты зольника достаточно три ряда кирпичей, конкретные размеры нужно согласовывать с размерами дверцы. Под колосник следует выбирать боковины кирпичей, делайте это болгаркой с алмазным диском. Последний ряд под колосники лучше класть из огнеупорного кирпича. Всю внутреннюю поверхность топки и несколько первых рядов дымохода делайте из огнеупорного материала. Если нет возможности – не расстраивайтесь. Практика показывает, что печи из обыкновенного кирпича не рассыпаются 5÷8 лет. И это при ежедневной топке. О сколько раз в год будет топиться печь в бане? Прибавьте к этому защиту стенок топки котлом, выполните простейшие арифметические расчеты, полученный результат успокоит вас.

Как вмуровывать радиатор в печь

Начало кладки печи – выложена часть топливника и установлен колосник

Читайте также:  Как сделать электрический котел для отопления дома своими руками

Первые ряды печки сделаны, пора приступать к укладке котла (теплообменника). Это уже более сложный процесс, требует повышенной внимательности.

Установка теплообменника к банной печи или котлу своими руками

Современные модели банных печей, котлов нередко дополняются теплообменниками ‒ устройствами для нагрева воды. Какими они бывают, нюансы и сложности монтажа разберем ниже.

Схема: 1 – теплообменник; 2 – накопительный бак; 3 – верхний отвод (min наклон 20°); 4 – нижний отвод (min наклон вниз 1-2°); 5 – сливной кран накопительного бака; 6 – сливной кран системы.

Устройство теплообменника

В основе работы ‒ физические свойства воды, которая в горячем виде расширяется, идет кверху, холодная вода остается внизу.

В баню ставят небольшие теплообменники для быстрого нагрева. К нему идет одна труба сверху, другая – снизу.

Установка теплообменника к банной печи или котлу своими руками

Бак с водой иногда устанавливают в парилке, но чаще в помывочной. Причем на таком уровне, чтобы его нельзя было задеть.

Горячая вода идет по верхней трубе к баку, по нижней трубе по мере расхода горячей воды заливается холодная.

Важные нюансы монтажа

Теплообменник может:

  • быть встроенным в печь;
  • крепиться к дымоходу;
  • фиксироваться к потолку парной.

Производительности 5 л агрегата достаточно для наполнения кипятком бака объемом в 120 л.

Для постоянного наличия в моечной горячей воды нужно поддерживать процесс горения в печи и бесперебойную подачу воды в бак. Для реализации второго момента часто применяют циркуляционный насос.

Без него можно обойтись, когда диаметр труб составляет 1 дюйм.

Для снижения тепловых потерь общая протяженность труб не должна быть более 3 м.

Установка теплообменника к банной печи или котлу своими руками

Перед установкой стоит учесть такие рекомендации:

  1. Качественный теплообменник не должен потреблять больше 10% от выработанной энергии печи.
  2. Трубы укладываются таким образом, чтобы вода текла сама при прямой подаче под углом 250 градусом, при обратной подаче под углом 30 градусов.
  3. Объем воды в баке под каждую модель теплообменника подбирается отдельно. Это зависит от выбранной мощности. Если ее будет мало, то она будет часто кипеть и на стенках начнет накапливаться накипь, что может стать причиной пожара. При завышенном объеме воды процесс нагревания займет много времени.
  4. Запаса мощности должно хватать на случай остывания после прогорания дров в печке.

Когда бак с водой размещен прямо в парилке, подключение теплообменника проходит в таком порядке:

  1. Входное отверстие в бак делается на 5 см выше верхнего штуцера регистра (минимум 1,5 м от пола). Это обеспечит лучшую циркуляцию воды.
  2. Низ бака должен находиться от пола минимум на высоте 1,5 м или даже выше.
  3. От потолка нужно отступить еще полметра.

Из-за слишком высокого расположения бака сложно проконтролировать уровень воды в нем.

Поэтому есть другие варианты подключения:

  1. Бак размещается ниже.
  2. Штуцер оборудуется сбоку под подводный контур.

Минус этого способа в том, что, когда уровень воды будет меньше верхнего штуцера, циркуляция не произойдет. Вода в теплообменнике будет стоять и временами кипеть, а в баке так и останется холодной.

Размещая бак в мойке, требования к монтажу остаются такими же.

Установка теплообменника к банной печи или котлу своими руками

Важно отметить, что патрубки теплообменника, которые будут контактировать с горячей печью, должны быть из нержавеющей стали, чтобы выдерживать высокую температуру и влажность.

Можно покупать соединительные трубы из металлопластика или брать обычные гибкие шланги. Диаметр ‒ 1 дюйм. При большем диаметре придется ставить циркуляционный насос.

Уплотнители должны быть из прочного тангита, прокладки фитингов ‒ из паронита.

Обязателен к установке сливной кран. Через него можно удалить засорения из системы, слить воду на период неиспользования бани.