Теплообменник для банной печи

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.

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

Установка и подключение теплообменника и бака в бане

  • Найдите подходящее место для монтажа выносного резервуара. Если все детали конструкции располагаются в одном помещении, его чаще всего вешают на ближайшую к нагревательному агрегату стену, выше рекуператора на 200-300 мм.
  • Закрепите дюбелями деревянные плашки – это те направляющие, на которые вы навесите бак. Это нужно, чтобы емкость не прикасалась своей горячей поверхностью к элементам интерьера.
  • Укрепите сборку кронштейнами – для большей надежности.
  • Оснастите выносной бак 4 патрубками, после чего, используя фитинги, два первых соедините с соответствующими у бака (для прямой и обратной подачи воды), третий закройте клапаном, к четвертому подключите душ (кран).
  • Установите (в нижней точке) вентиль на реверсной линии – для слива воды.
  • Подключите все элементы и проверьте систему на отсутствие протечек.


Каменка от финского производителя, весящая 75 кг, с 40 кг камней. Современная, с рекуператором в виде бака, с выносной конструкцией и вмонтированным конденсатором, рассчитана на парилку площадью до 20 м 3 . Обладает устойчивыми ножками и нержавеющей рамкой, отличается плавными формами и привлекательным дизайном.

Водяная рубашка

Просто реализуется еще один теплообменник – водяная рубашка (водяной контур) на трубу. На участок дымохода наваривается труба большего диаметра с двумя патрубками для подачи/отведения воды. Принцип работы все тот же: горячая вода подымается вверх, вниз поступает из выносного бака более холодная вода.

Принцип организации водяной рубашки на трубу и ее подключение к выносному баку

Этот способ более привлекателен по нескольким причинам:

  • нагрев происходит за счет тепла, которое раньше просто улетало;
  • сделать такой теплообменник своими руками несложно, хотя есть и фабричные варианты;
  • установить можно на любой металлический дымоход и для этого не нужно разбирать печь и делать в ней отверстия;
  • теплообменник на трубе предупреждает проникновение газов из дымохода в помещение.

Все эти плюсы делают такое устройство достаточно привлекательным. Но есть у такого решения и минусы:

  • требуется полная герметичность швов;
  • при добавлении холодной воды может образовываться конденсат;
  • заливать воду в разогретую систему нельзя – может из-за разницы температур порвать стенки дымохода.

Водяной контур на печь делается аналогично, но в этом случае в емкость с водой строится вокруг корпуса. Практически всегда такой теплообменник делают на круглые печи. Во-первых, можно подобрать трубу большего размера и приварить дно и верх, что вряд ли удастся с прямоугольными печами, и во-вторых, по кругу вода движется легко и система эффективна, чего тяжело добиться при квадратном кожухе.


Сифонный теплообменник. Эффективный вариант, но редко используется

Как увеличить эффективность водяного контура?

При соблюдении некоторых рекомендаций, систему нагрева жидкости можно оптимизировать для получения наибольшей эффективности. Покупая систему теплообмена или конструируя ее своими руками, следует придерживаться следующих правил:

  • Трубопровод должен иметь протяженность не более трех метров – это максимальная длина. Труба большей длины будет способствовать остыванию горячей воды еще до того, как она попадет в душ или радиаторы
  • Диаметр трубопровода должен быть более одного дюйма: циркуляция жидкости по системе будет происходить тем лучше, чем больше будет диаметр трубы. К тому же, большая площадь самой трубы, нагреваясь, будет способствовать поступлению дополнительного тепла в помещение
  • Расширительный бак системы рекомендуется покупать или делать открытым. Доступ воздуха требуется для нормализации процесса циркуляции теплоносителя, нагрева воды

Существует несколько видов устройств, обеспечивающих нагрев горячей воды в отопительном оборудовании. В зависимости от конструкции печи и планировки парной, выбирают оптимальное устройство:

Виды теплообменников

Конструкции теплообменных аппаратов не ограничиваются только традиционным змеевиком из медной трубы. Общее число моделей теплообменных агрегатов, по самым скромным оценкам, составляет не менее полутора десятков штук.

Читайте также:  Из чего лучше строить баню – какой материал и дерево выбрать для этого

К наиболее популярным и востребованным видам печных теплообменников относят следующие конструкции:

  • Трубчатые теплообменники, изготовленные из медной или стальной трубы в виде кольцевой или плоской змейки. Такие системы обладают самой высокой водогреющей эффективностью, они просты в изготовлении и установке на банную печь. К недостаткам конструкции можно отнести высокую чувствительность к перегреву;
  • Коробчатые теплообменники изготавливают из жаростойкой листовой стали в виде тарельчатой емкости или прямоугольного бачка. В общем случае это просто емкость из жаростойкого материала, с приваренными патрубками для подключения, подвода и отвода воды;
  • Каркасные теплообменники представляют собой достаточно сложную конструкцию из стальных труб, сваренных в виде набора из нескольких регистров. Конструктивно данный тип просто копирует устройство паровозного котла. Поэтому сама конструкция получается очень надежной и прочной, способной выдерживать длительный перегрев и высокое давление пара;
  • Пакетные теплообменники изготавливают для банных печей специализированными предприятиями. Кустарным способом не изготавливаются. Обладают высокой эффективностью, но при этом склонны к прогоранию стенок даже при небольшом перегреве.

Если сравнивать приведеные конструкции, то все три модели, за исключением пакетного варианта, обладают достаточной эффективностью, чтобы греть воду в проточном состоянии. Скорость нагрева для обычного стандартного теплообменника, диаметром канала 10-20 мм, составляет 10 мл/ о С. При скорости движения воды 20-30 мм/с на выходе из печи вода успевает нагреться до 70-80 о С.


К наиболее популярным и востребованным видам печных теплообменников относят следующие конструкции:

Как сделать теплообменник самостоятельно

При желании теплообменник можно выполнить самостоятельно, важно технично выполнят все требования и делать конструкцию с большим запасом прочности.

  • Первое правило монтажа любого трубопровода это соблюдение углов наклона. Даже, если в системе есть циркуляционный насос, проще сделать правильные углы наклона труб, чем потом мучатся со спуском системы и заменой насоса, который слишком быстро истратил свой рабочий ресурс. Трубы, подающие воду в бак с теплой водой прокладываются под углом в 30 градусов в сторону теплообменника. Трубы, отводящие воду из бака обратно в теплообменник выполнятся с уклоном примерно 5-10 градусов в сторону теплообменника.
  • Нужно позаботится о спуске системы. В нижней точке предусматривается спускной кран, который необходим для спуска системы на зимний период, если пользоваться баней владелец не планирует.
  • Проверяйте места соединений пластиковых труб с теплообменником. Пластиковые трубы при соприкосновении с горячими поверхностями может и не оплавятся, но деформируются точно. Поэтому подвод и отвод воды к теплообменнику лучше выполнять из металлических труб с переходниками на пластик.
  • При необходимости, циркуляционный насос устанавливается прямо на трубу. Важно сделать так, чтобы была возможность замены и промывки насоса без демонтажа всей системы. Поэтому делается в двух местах устанавливаются тройники, через которые подключается насос. При необходимости линия с насосом перекрывается, насос снимается и выполняются все требуемые работы.
  • После монтажа всей системы, не забудьте проверить ее холодной водой. Это позволит выявить течи и исправить огрехи до начала работы.

Схема установки и подключения встроенного теплообменника

Обзор видов

Теплообменники бывают разными. Каждый из видов имеет свои особенности работы и устройства. Ознакомимся с ними.

Последний может находиться не только в парильном помещении, но и в смежном пространстве (чаще всего это мойка). При этом вода более низкой температуры, перемещаясь по нижней трубе, беспрерывно и без дополнительных подач добавляется в нагревательный аппарат.

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.


Окончательная сборка предполагает выполнение следующих действий:

Установка теплообменника

Проще всего производится установка теплообменника в бане, когда он идет в комплекте с приобретаемой металлической печью. Надо лишь внимательно изучить инструкцию по эксплуатации и выполнить сборку в соответствии со схемой. Останется только осуществить подключение к системе, об этом будет сказано ниже. Иное дело – монтаж водяного контура в газоход или топку кирпичной печи. Тогда регистр надо изготовить заблаговременно из черной толстостенной трубы либо нержавейки, а затем встроить его в соответствии с проектом печи.

На просторах интернета часто можно прочесть рекомендацию о том, что площадь теплообменника, то бишь его поверхности, должна составлять 1 м2. Утверждение не совсем корректное, ведь печи бывают разные, а рассчитать данный показатель довольно сложно. В этом случае лучше изготовить змеевик по принципу аналогии. То есть, надо отыскать технические характеристики на изделие любого производителя такой же мощности, как у вас, и принять указанную площадь поверхности теплообмена.

Важно. Если изготовить контур с небольшой поверхностью обмена, то вода в нем будет постоянно закипать, что недопустимо. «Перебор» с размером, наоборот, чреват долгим разогревом, в результате к моменту помывки вода в баке останется прохладной.

Что же касается дымоходных теплообменников, действующих по принципу водяного экономайзера, то такой элемент можно как приобрести в готовом виде, так и сварить из двух труб разного диаметра. Помните, чем больше длина контура, тем эффективнее он будет обмениваться теплом с дымоходной трубой.

Читайте также:  Как выполнить утепление деревянного дома, обложенного кирпичом

Важно. Если изготовить контур с небольшой поверхностью обмена, то вода в нем будет постоянно закипать, что недопустимо. «Перебор» с размером, наоборот, чреват долгим разогревом, в результате к моменту помывки вода в баке останется прохладной.

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.

  • 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.

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.

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

Как рассчитать площадь теплообменника?

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.

Читайте также:  Как красить дерево морилкой и лаком: нюансы покраски деревянной поверхности такой пропиткой и лаком

Из чего их изготавливают

Внутренние теплообменники (регистры) в форме Г-образной решетки производятся из гнутых стальных, чугунных или медных гладкостенных труб диаметром 40—50 мм.

Резервуары для воды изготавливается из раскроенной и сваренной листовой стали с толщиной, превышающей 2,5 мм.

Самый популярный материал для изготовления приборов нагрева воды — нержавеющая сталь, т. к. это недорогой металл с высокой термостойкостью.

Внимание! При изготовлении теплонагревающих устройств этого типа нежелательно использовать оцинкованную сталь, т. к. при температуре выше 200 градусов Цельсия цинк начинает испаряться.

Недостатки чугунных агрегатов — их хрупкость и вес, а медных — повышенная цена и недостаточная жаропрочность.

Важно! Специалисты не рекомендуют устанавливать циркуляционный насос в системах подогрева воды банных печей.

Принцип работы водяного отопления

В малоэтажном строительстве наибольшее распространение получила простая, надежная и экономичная конструкция с одной магистралью. Однотрубная система остается самым популярным способом организации индивидуального теплоснабжения. Она функционирует за счет непрерывной циркуляции жидкого теплоносителя.

Перемещаясь по трубам от источника тепловой энергии (котла) к отопительным элементам и обратно, он отдает свою тепловую энергию и обогревает здание.

Теплоносителем может быть воздух, пар, вода или антифриз, который используют в домах периодического проживания. Наиболее распространены водяные схемы отопления.

Традиционное отопление основано на явлениях и законах физики – тепловом расширении воды, конвекции и гравитации. Нагреваясь от котла, теплоноситель расширяется и создает в трубопроводе давление.

Кроме того, он становится менее плотным и, соответственно, легким. Подталкиваемый снизу более тяжелой и плотной холодной водой он устремляется вверх, поэтому выходящий из котла трубопровод всегда направляют максимально вверх.

Под действием созданного давления, сил конвекции и тяжести вода идет к радиаторам, нагревает их, сама при этом охлаждается.

Таким образом теплоноситель отдает тепловую энергию, обогревая помещение. К котлу вода возвращается уже холодной, и цикл начинается заново.

Систему отопления с естественной циркуляцией называют еще самотечной и гравитационной. Для обеспечения движения жидкости необходимо соблюдать угол уклона горизонтальных веток трубопровода, который должен быть равен 2 – 3 мм на погонный метр.

Объем теплоносителя при нагревании увеличивается, создавая в магистрали гидравлическое давление. Однако, поскольку вода не сжимается, даже небольшое его превышение приведет к разрушению отопительных конструкций.

Поэтому в любой системе обогрева устанавливают компенсирующее устройство – расширительный бак.

В радиаторе теплоноситель отдает энергию и остывшим уходит в отводящий контур – «обратку». Такая схема требует удвоенного количества фитингов, труб и арматуры, однако позволяет устраивать сложные разветвленные конструкции и снижать затраты на отопление за счет индивидуальной регулировки радиаторов.

Основные виды

Несмотря на то что конструкционные особенности однотрубной системы не отличаются особой сложностью, можно отметить некоторое количество ее видов. В домах частного типа возможно использование систем двух основных видов:

  1. Последовательная (нерегулируемая). Особенность ее в том, что теплоноситель по порядку поступает в каждый из элементов конструкции. Такой вариант является простым и недорогим. Но возможность регулировки теплоносителя здесь полностью отсутствует, именно поэтому наиболее удаленные от котла радиаторы имеют самую низкую температуру. Такие системы последовательного типа применяются в основном для обогрева небольших помещений.
  2. Регулируемая. В этом случае производится параллельное соединение элементов. Здесь предоставляется возможность регулировки теплоносителя. Это происходит благодаря наличию в систему запорной арматуры. Такой вариант способен отопить помещение с немалой площадью.

Также существует разновидность однотрубных систем отопления в зависимости от способа циркуляции теплоносителя:

  1. Естественная обеспечивает движение теплоносителя в системе благодаря гравитационным силам. Используется только в маленьких помещениях, где магистраль имеет небольшие размеры. В целях повышения КПД после котлоагрегата сразу же устанавливается специальный коллектор, который работает на разгон теплоносителя. Данное устройство представляет собой высокую ровную трубу, в которой теплоноситель развивает скорость и проходит полный замкнутый круг гораздо быстрее, что способствует уменьшению тепловых потерь. Для установки такого усилителя понадобятся достаточно высокие потолки (больше 2 м). Данная система пользуется немалой популярностью, поскольку она полностью независима от подачи электроэнергии.
  2. Принудительная, которая перемещает теплоноситель за счет установленного специального насоса. По сравнению с первым видом является более продуктивной. Такая система устанавливается в случае наличия нескольких отопительных контуров. Часто в них монтируется несколько циркуляционных насосов.
  3. Комбинированная выполняется по такому же принципу, как отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя, но также в области байпаса устанавливается специальный насос, который повышает производительность конструкции. Такой вариант отопления обустраивается в случае частых перебоев электроэнергии.

Такие теплосистемы на 30–40 % дешевле своих двухтрубных аналогов, обладают высокой гидравлической устойчивостью. Но обеспечивают ли они уровень комфортности эксплуатации двухтрубных схем, определяемый следующими составляющими:

Ссылка на основную публикацию