Теплообменник для банной печи: виды, изготовление и установки своими руками

Изготовление и установка теплообменника для банной печи

Проще говоря, теплообменник — это обычный змеевик, который греет воду. Дальше ее можно использовать по своему усмотрению или для отопления смежных комнат, создавая замкнутый контур.

Виды

Теплообменник в банной печи позволяет решать разные задачи: нагрев воды, использование ее для помывки, отопление соседнего помещения. Для нагрева воды змеевик можно вставить внутрь печи. Также жидкость может находится в баке, который будет нагреваться непосредственно от стенки печи. Еще один вариант — использовать отопительный контур.

По месту расположения емкости для теплой воды

В зависимости от того, где располагают емкость с водой, выделяют следующие виды нагревателей:

1. Емкость непосредственно в парилке — позволяет воде быстрее греться, т. к. водопровод отсутствует или очень короткий. Сокращаются и теплопотери. Недостаток вполне очевиден: полезная площадь парилки сокращается.
2. Емкость находится в смежном помещении, где оборудована душевая. Часто рекомендуют именно этот вариант. В отдельной душевой мыться удобнее и места в парилке больше. Но растет длина водопровода.
3. Проблему слабого напора позволяет решить установка бака с теплоносителем на чердаке. Этот способ так же не лишен недостатка. Нужно подвести холодную воду наверх, да и длина горячего водопровода больше. Емкость нужно тщательно утеплять, чтобы максимально снизить теплопотери.

По месту расположения теплообменника

В зависимости от места расположения самого нагревателя, выделяют:

Нагреватель является частью самой печи. Ремонтировать такой теплообменник очень сложно. Придется демонтировать часть печи. Учитывайте, что постепенно накипь уменьшит КПД фактически до нуля (1 мм накипи уменьшает КПД на 10%).

Теплообменник для печи в бане расположен рядом с дымоходом. В этом случае, теплоноситель будет греться медленнее. Зато, закипать не будет (газы в дымовой трубе не нагреют его настолько сильно), отпадет проблема с накипью. Доступ к такому прибору значительно проще.

Как правильно выбрать?

Выбор того или иного нагревателя зависит от начальных условий и поставленных перед ним задач. Внутри печи он гораздо быстрее нагреет жидкость, но она может закипать. Образуется накипь, которая быстро выводит прибор из строя. Правильный расчет необходимой мощности позволяет избежать этой проблемы.

Расположенный возле дымохода печи, внешний нагреватель занимает больше места, жидкость греет значительно медленнее. Зато, к нему всегда есть доступ. В случае поломки, его легко починить или заменить. Теплоноситель закипает редко, просто не набирает столь высокую температуру, поэтому накипь не образуется. Выбор остается за хозяином.

Ничего хитрого в устройстве прибора нет, насколько оправдана такая покупка — большой вопрос. Все можно установить своими руками.

Как сделать теплообменник самостоятельно?

Покупать дорогие изделия из нержавейки для эксплуатации в бане нецелесообразно. Теплообменник для печи в бане  можно легко изготовить самостоятельно. Как сделать теплообменник банной печи своими руками?  Пошаговая инструкция будет ниже.

Материалы и инструменты

Какие материалы имеют для теплообменника печи в бане первостепенное значение? Зависит от того, сколько воды нужно нагреть. Вот примерный список того, что понадобится:

металлический лист, толщина 2-3 мм — S=2*(0,40*0,80+0,40*0,20)+0,80*0,20 = 2*(0,32+0,08)+0,16 = 0,96 м2

кран Ø32 мм — 2 шт.

обратный клапан Ø32 мм — 1 шт.

фитинги Ø32 мм— 6 компл.

патрубки Ø32 мм — 6 шт.

вентиль Ø32 мм (для слива) — 1 шт.

труба металлическая, гофрированная Ø32 мм — 3 м.

труба Ø32 мм (холодный водопровод) — по необходимости.

уплотнительный шнур для герметизации соединений — 1 упак.

электроды — 1 пачка.

Какой инструмент используется? Вот список:

сварочный инвертор;

«болгарка»

прочие инструменты.

Расчет размеров

Мощность нагревателя должна соответствовать мощности самой печи. Рекомендуют сделать теплообменник, руководствуясь следующим:

1. Теплообменник не должен потреблять больше 10% от мощности самой печи. В таком случае, мощности печи хватит и на обогрев помещения. Топливо будет расходоваться максимально эффективно. Время нагрева не увеличится.
2. Суммарная длина труб не должна превышать 3 метра. Нужно сделать необходимый уклон, который составляет 2500 на прямой подаче, а на обратной — больше 300 в сторону печки. Так теплоноситель будет эффективно подаваться самотеком. В противном случае, не обойтись без насоса.
3. Воды должно быть достаточно. Она должна нагреваться не более двух часов, но не закипать. Если сделать бак слишком малого объема, теплоноситель очень быстро закипит. Если котел находится непосредственно в парилке, мыться там будет очень тяжело. Тяжелый пар заполнит помещение и нормально дышать станет невозможно. При слишком большом объеме бака из металла, теплоноситель может и вовсе не нагреться.
4. Не забудьте, что когда печь прогорит, вода все же какое-то время должна оставаться горячей. Поэтому, нужно заложить необходимый запас мощности.

Учитывая все вышесказанное, попробуем подобрать оптимальный теплообменник из металла. Принимаем, что для прогрева воздуха в бане нужно 5 кВт. Тогда мощность теплообменника из металла  составит 10 кВт, а его площадь — 1 м2. На возможные теплопотери отнесем 3 кВт. Тогда монтаж 1 м2 теплообменника даст нам 7кВт энергии. Время нагрева воды — 2 часа. Тогда требуемую площадь теплообменник определим по формуле: S = 1/7*W, где

W = 0,00117*V*(tk-tн) /T= 0,00117*65*(70-10) /2= 2,3кВт, отсюда  S = 1/7*W=1/7*2,3 = 0,33 м2, где  S — требуемая площадь теплообменника, м2;

W — требуемая мощность теплообменника, кВт (важно определить ее правильно);

V — объем воды, которую надо нагреть, принимаем 65 л (достаточно для 4-х человек);

tk  – требуемая температура воды, принимаем 700С (оптимальная температура горячей воды);

tн – изначальная температура воды, принимаем 100С. Требуемая мощность печи — 5+2,3 = 7 кВт. 0,3 кВт можно не учитывать, т. к. 10% от изначальной мощности печи — допустимая потеря (0,3кВт<0,5кВт).

Инструкция по изготовлению

1. Правильно изготовим 2 бака для воды: один лучше делать в форме цилиндра (для теплообменника), второй — прямоугольный (выносной). Размеры рассчитываем индивидуально, исходить лучше из расчета выше и собственных потребностей.

   

   Варианты конструкций

2. Изготавливаем змеевик, устанавливаем в бак.

   Пример конструкции змеевика 1

   

   Пример 2

   

   Пример 3

   

   Пример 4

3. Наполняем водой и испытываем в течении 6 часов. Все швы должны быть герметичны, отпотин и утечек быть не должно. Содержание воды в баке при отрицательной температуре запрещено.
4. Привариваем 2 патрубка для прямой и обратной (нижней) подачи, чтобы организовать циркуляцию.

Установка и подключение

Как смонтировать теплообменник показано на фото №1:

Фото №1 Подключение теплообменника

Фото №2 – необходимые уклоны и размеры

Пошаговая инструкция:

1. Определим подходящее место для выносной емкости. Ее вешают на стене, на 100-300 мм выше теплообменника.
2. Бак не стоит вешать сразу на стену бани. Сначала дюбелями крепим направляющие — 2-3 деревянных плашки. Затем, уже на них, вешаем бак. Зазор между стеной и емкостью должен быть не менее 20 мм.
3. Для укрепления конструкции используйте специальные кронштейны, закрепив их под дно емкости. Собирая емкость, не забудьте предусмотреть отверстия, через которые он будет крепиться.
4. Нам потребуется 4 патрубка: один — на прямую подачу, второй — на обратную подачу, третий — для заполнения холодной водой, четвертый — на потребителя. На третий патрубок поставьте обратный клапан, к четвертому — подключите кран и душ.
5. С помощью фитингов, подключите оставшиеся 2 патрубка (прямой и обратной подачи) к теплообменнику, используя хорошую медную или стальную гофрированную трубу. Не забудьте уплотнить все соединения.
6. На линии обратной подачи устанавливаем вентиль, чтобы слить жидкость. Установить его надо таким образом, чтобы он оказался в нижней точке.
7. Крепим низкий бак с теплообменником на стену печи. Как установить теплообменник на банную печь показано на фото №1, там же показаны и необходимые уклоны (фото №2). Он может быть встроенным. Работы нужно проводить с соблюдением техники безопасности.
8. С помощью фитингов, подключаем трубопроводы прямой и обратной подачи.

Вывод

Установка теплообменника на банную печь не требует большого труда. Для этого достаточно использовать инструкции выше. Основной принцип – соблюдение уклонов. На фото №1 показан один из вариантов теплообменника для бани и его монтаж. В противном случае, с напором возникнут проблемы. При организации водяного подогрева, стоит придерживаться следующих правил:

1. Длина труб прямой и обратной подачи не должна превышать трех метров.
2. Выносной бак ставится на такой высоте, чтобы были соблюдены уклоны. Превышение должно составлять не менее 100 мм.
3. Трубы для теплообменника банной печи для нагрева воды должны быть из нержавейки или меди.
4. Нельзя допускать замерзания воды в системе, ее обязательно нужно сливать после каждого использования парной. Для этого предусматривается специальный вентиль. Также он служит для экстренного слива, если происходит авария.
5. Мощность следует подбирать с таким расчетом, чтобы прибор за 2 часа нагрел необходимое количество воды до +700С. Жидкость в системе не должна закипать. Накипь быстро выводит прибор из строя.
6. Диаметр трубопроводов не должен быть менее 24 мм.

Соблюдая эти нехитрые правила, вы всегда будете с горячей водой и сэкономите деньги на установку электрического бойлера.