Виды теплообменников и способы их монтажа

Теплообменник делают посредством змеевика (трубка согнутою кольцом, размещенную в баке) или задействуют более сложную конструкцию. Последняя составляет две емкости, которые соединены трубами. Нижняя емкость прогревается и поставляет воду в верхний цилиндр. При помощи такой системы можно не только греть воду, но и отапливать предбанник или парилку.

Что такое теплообменник и зачем он нужен?

Банные печи с теплообменником – это печи, в которых есть особое пространство, куда поступает холодная вода, нагревается и выходит по трубам к радиаторам или навесному баку. Причем функция теплообменника банных печей не только в нагревании воды для душевой – те выносные баки, которые находятся в комнате отдыха или предбаннике, еще и прогревают их.

Существует 2 варианта исполнения теплообменников:

  • Внутренний теплообменник – это вставленный в бок печной камеры либо пущенный по дну змеевик, или же так называемая «рубашка», которая полностью покрывает топку.
  • Внешний теплообменник – модуль дымохода, труба, которая как бы опоясана герметичной емкостью.

Абсолютно все теплообменники, не зависимо от их вида, в обязательном порядке заполняются жидкостью – антифризом или водой. Подает жидкость в них сообщающая емкость – батарея водяного отопления или навесной бак. Для присоединения традиционно используются 2 штуцера: один снизу, другой – сверху. И все схема работы теплообменника предельно проста – все происходит благодаря естественной циркуляции нагреваемых жидкостей, либо путем подключения насоса, работающего от электричества.

Опытные печники советуют отдавать предпочтение открытым системам нагрева воды в бане – то есть без давления. Немаловажен и такой момент – наиболее эффективной системой нагрева воды в бане считается та, общая протяженность труб какой не превышает трех метров. Причем на практике этого оказывается достаточно, чтобы поместить прямо за стеной парилки сам бак.

Также важна и толщина трубы – лучше, если она не будет меньше дюйма, в противном случае току жидкости будет оказано ощутимое сопротивление, и печь банная с теплообменником без насоса не сможет гонять воду.

Основные преимущества

Для любых бань стоит использовать оборудование с теплообменником. Это объясняется множеством преимуществ:

  • осуществление нагрева воды, а также воздуха сразу в нескольких помещениях;
  • возможность расположения бака вдалеке от печи;
  • долговечность;
  • привлекательный внешний вид;
  • простота монтажа и ухода;
  • высокая эффективность;
  • экономия места благодаря компактным размерам;
  • возможность установки в финской сауне или обычной русской бане;
  • повышенная мощность, обеспечивающая быстрое нагревание;
  • практически полное отсутствие деформации в процессе нагревания.
Читайте также:  Баня во дворе: практические советы по обустройству

Вычисление площади

Для нормального обогрева малогабаритного помещения нужно 5 кВт – то есть 1 м2 теплообменника должен выдавать около восьми кВт за период топки. Многое зависит от месторасположения котла и качества горючего, но после окончания процесса горения, температура очень быстро упадет раз в восемь. Поэтому размеры теплообменника вычисляют с запасом.

Форма конструкции может быть различной. Популярный материал – трубки из нержавейки. Но также можно использовать инновационный подход: двухшвеллерный коллектор и пластинчатые образцы.

Конструкцию можно сделать и собственноручно. Для этого понадобиться (под кирпичную печку на дровах) металлические листы 0,25 см толщиной. Цилиндрическую емкость сверху, соединяют трубами с нижней прямоугольной. Главное, сделать зазоры минимальными. Габариты печки и трубок рассчитывают относительно банного помещения.

Вычисление площади

Теплоизоляция понадобится в том случае, если с помощью теплообменника будут прогреваться смежные комнаты.

Чугунная печь, в отличие от железной, сможет давать нагрев намного дольше, но сегодня качественную модель нелегко найти и установить.

Вычисление площади

Для обработки банных печей с теплообменниками можно использовать продукцию «Сенеж», «Везувий» или «Термофор».

Эксплуатация теплообменника

Для этого достаточно выполнять несколько простых правил:

  • трубы теплообменника нельзя устанавливать на закрытом креплении, поскольку при нагреве материал будет расширяться, а если у него не будет для этого свободного пространства, то разрушения не избежать;
  • при невысокой мощности печки стоит делать теплообменник своими руками поменьше, поскольку большое устройство будет перетягивать всю энергию на себя;
  • если кирпичная печь с установленным в ней теплообменником уже прогрета, то доливать в нее воду нельзя;
  • для уплотнения соединения теплообменника с трубами необходимо использовать устойчивые к высоким температурам материалы.

Возможные неисправности

Конструкция печи с теплообменником так проста, что в процессе ее работы неисправностей практически не отмечено.

Исключением может быть только некачественный материал теплообменника, провоцирующий его деформацию.

Заменить теплообменник самостоятельно несложно. Еще одной неисправностью системы может стать протекание стыков труб, присоединенных к штуцерам теплообменника. В этом случается потребуется замена уплотнителя.

Среди различных видов печей, используемых в банях, наличие теплообменника для большинства потребителей является определяющим фактором при выборе.

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.

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.

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

Подготовка к монтажу

  1. Первый вариант подразумевает соединение съемного бака с теплообменным элементом. На трубе, находящейся во внутренней части дымохода, происходит конденсация водной массы. Теплообменник нагревается за счет тепла, вырабатываемого дымовыми газами. Температурный показатель стенок трубы не поднимается выше 100 градусов. Для нагрева большого объема воды затрачивается много времени.
  2. Второй режим происходит без конденсации воды на поверхностях внутри рекуператора. Скорость теплового потока намного больше первого варианта. Для нагрева воды затрачивается меньше времени.

Для эффективной работы теплообменной конструкции следует четко придерживаться установленных рекомендаций, требований к монтажу, принимая во внимание ее вид и материал. При тщательном подходе дымоходная система с рекуператором будет выполнять функции полноценной системы отопления, которая сможет обогреть банное помещение.

Подготовка к монтажу

Для уменьшения количества конденсата, появляющегося при нагреве, целесообразно устанавливать конструкции небольшого размера с толстыми стенками.

Как сделать теплообменник самостоятельно

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

Материалы и инструменты

Потребуются материалы для работы с металлом:

  • Тиски
  • Инструмент для развальцовки
  • Ножницы по металлу
  • Пассатижи
  • Сварочный аппарат
  • Гаечный ключ

Кроме того нужны материалы:

Как сделать теплообменник самостоятельно
  • Трубы для змеевика
  • Металлические листы для бака
  • Трубы для подвода и отвода воды к баку

Встроенный теплообменник из стальных труб

Расчет размеров и мощности

Здесь самый интересный момент. Дело в том, что правильно рассчитать теплообменник невозможно. Слишком много условий, большая часть которых должна определятся в лабораториях опытным путем. Причин достаточно много:

  • Нет возможности регулировать подачу воздуха
  • Неоднородное качество топливо. Даже если вы всегда топите баню одни и тем же видом древесины, качество топлива всегда будет неодинаковым, а значит неодинаковым будет и выделение тепла.
  • Неоднородность теплоотдачи. К концу процесса топки теплоотдача дров резко уменьшается, поэтому невозможно точно рассчитать тепловую нагрузку теплообменника

Промывка теплообменника

Как правило, в таких системах, пластинчатые каналы забиваются сажей, что резко снижает КПД такого устройства, а при чрезмерном забивании рабочих отверстий продуктами горения, устройство может полностью выйти из строя.

Промывка теплообменника
Промывка теплообменника

Для качественной очистки таких теплообменников, устройство полностью демонтируется и каналы, тщательно очищают от сажи с последующей промывкой пластин.

Промывка теплообменника
Промывка теплообменника

Контур, в котором циркулирует вода повышенной жёсткости, необходимо промыть специальным средством от накипи или раствором лимонной кислоты. При значительном слое известковых отложений, производят механическую очистку пластин. Для этой цели, коллектор срезается болгаркой по шву. Пластины очищаются от накипи, затем коллектор приваривается на прежнее место.

Промывка теплообменника
Промывка теплообменника

Подобным образом происходит очистка системы теплообмена “труба в трубе”. Если не удаётся химическим способом эффективно удалить накипь, труба разрезается, накипь удаляется механическим способом. Затем происходит сборка устройства.

Промывка теплообменника
Промывка теплообменника

Что это такое

Устройство служит для нагрева воды в бане. Его принцип работы основан на физических свойствах горячей воды, расширяющейся и поднимающейся вверх, а холодная при этом остается внизу.

Читайте также:  Ремонт шифера: особенности проведения проведения работ

Обычно теплообменник небольшого размера, поэтому жидкость в нем быстро нагревается. К нему присоединяются две трубы – снизу и сверху. Таким образом, горячая по верхнему патрубку, замещаемая снизу холодной, поднимается в бак, который может находиться как в парилке, так и в смежном помещении, как правило – в мойке. При этом вода низкой температуры по нижней трубе постоянно без принудительной подачи добавляется в устройство для нагрева.

Варианты нагрева воды в бане от печи

Выделяют следующие модели:

1. Емкость самоварного типа – устанавливается на выходной патрубок дымохода. Нагрев происходит за счет тепла уходящих в трубу дымовых газов. К штуцеру на дне бака подсоединяется кран для разбора горячей воды. Если у вас нет помывочной, то данный вариант будет отличным решением для нагрева. Мы рекомендуем обратить внимание на следующие условия эксплуатации:

  • использование бака самоварного типа допускается только с печами для бань;
  • запрещается эксплуатировать пустой бак во время работы печи;
  • если вы хотите получить «финскую сауну» данный вариант нагрева воды вам не подойдет, так как в случае долгого разогрева парной жидкость начнет кипеть, из-за чего образуется тяжелый пар.

2. Теплообменник самоварного типа (небольшого размера с возможностью подключения к баку), который можно расположить в любом месте. Удобен тем, что при его наличии, бак можно разместить в помывочной. Из очевидных преимуществ перед остальными вариантами – быстро нагревает воду.

3. Теплообменник, который устанавливается на стартовый дымоход.

4. Стартовый дымоотвод + бак-рюкзак – вариант с нахождением в парной и отсутствием регулируемой конвекции для прогрева помещения. Емкость соприкасается со стенкой трубы дымохода, за счет чего происходит нагрев жидкости. Из недостатков также можно отметить, что данная модель не имеет защиты от жесткого инфракрасного излучения, и в случае сильного нагревания, вода начинает кипеть.

5. Дымоход-конвектор со встроенным в него нагревателем.

Особенности: регистр находится внутри трубы, из которой выходят 2 одинаковых штуцера ¾ дюйма с внутренней резьбой. С помощью патрубков устройство соединяется с баком, висящим в удобном месте.

  • Вмонтирован в печь – при появлении накипи теряет КПД.
  • Расположен возле дымохода (на нем) – медленнее обеспечивает нагрев до необходимой температуры, зато на его внутренней поверхности ничего не оседает, к нему имеется легкий доступ, и его ремонт не составляет труда.

Выбор зависит от пользователя: чему отдать предпочтение, производительности или комфорту в обслуживании, экономии полезной площади или топлива.