Виды теплообменников и способы их монтажа

Теплообменник — дополнительный нагревательный элемент, который появился не так давно. С его помощью можно использовать лишнее тепло, вырабатываемое печью, для нагревания воды или обогрева другого помещения в бане. Несомненно, париться и мыться в разных помещениях более комфортно, чем в одном и том же. Можно ли сделать такое устройство своими руками и что для этого потребуется?

Функционал и разновидности

Теплообменник на дымоход купить можно из такого материала как нержавеющая сталь, однако при наличии желания и грамотном подборе, изучении ряда инструкций и руководств, сделать его можно и прямо дома своими руками с помощью сварочного аппарата.

Теплообменник – труба, которая за счёт ряда своих уникальных конструктивных особенностей и материалов изготовления способен не отдавать, а собирать, накапливать и распространять тепловую энергию, которая в обратном случае, ранее просто выходила через дымоход на улицу.

Теплообменник, печь с которым будет более эффективным, отличается наличием и ещё одной не менее полезной функции, с его помощью можно вручную регулировать и сокращать количество поступающих в топку воздушных масс. Если теплообменник способен выполнять данную функцию и обладает такой особенностью, его название меняется на рекуператор, он повышает КПД и эффективность любого отопительного оборудования.

Теплообменник, баня с которым будет отапливаться в разы быстрее, рекомендуется устанавливать именно на дымоход, так как через него выводятся все продукты горения, в том числе и прогретые воздушные массы, которые он сможет при таком способе размещения перехватывать. Также как вариант можно установить теплообменник, представленный в виде змеевика, он монтируется из стали, а точнее рубчатых элементов и плотно примыкает к внутреннему пространству дымоходной вытяжки.

Важно чтобы теплообменник банный или змеевик имел небольшой шаг и при этом отличался большим диаметром трубопроводов, таким образом, его эффективность и продуктивность работы повысится в разы.

Банная печь теплообменник для которой может относиться к определённой категории, может быть как воздушным, так и водяным, при этом вторая разновидность в разу эффективней – это связанно с тем, что вода лучше сохраняет тепло и быстрее его распространяет по трубам дома.

Бак, теплообменник которого будет размещаться прямо в дымоходе, и примыкать к нему, чаще всего используется именно воздушный, так как такая конструкция отличается сложным строением, а создание в вытяжной системе элемента с циркулирующей водой достаточно сложный, дорогостоящий и трудоёмкий процесс. Воздушный теплообменник на дымоход устанавливается в разы быстрее, проще, при этом его эффективность также находится на высоком уровне.

Расчет площади теплообменника

Печь для бани с теплообменником для отопления должна давать 5 кВт тепла при стандартной площади для обычной семьи. Рассчитывая самостоятельно размеры элементов системы, исходят из того, что 1 м2 площади теплообменника дает около 9 кВт.

Рекомендуется делать размеры с большим запасом, так как на эффективность системы влияет расположение и форма котла, качество топлива.

Проектируя систему для получения горячей воды (с выносным баком) следует учитывать, что сама емкость будет дополнительно обогревать помещение.

Схема подключения теплообменника в бане проста для печей заводского производства в соответствующих моделях. Однако для людей, имеющих навыки сварки, вполне по силам собрать систему самостоятельно и для кирпичной печи. Для системы с естественной циркуляцией понадобятся трубы, фитинги, фурнитура (2 крана), бак для воды.

Металлические листы нужны в случае, если бак для воды или теплообменник предусмотрено сваривать самостоятельно (в форме куба или параллелепипеда).

Материал

Чаще устройство для предотвращения потерь тепла принято изготавливать из нержавеющей стали. Материал должен относиться к пищевым маркам, быть аустенитным, обладать большей пластичностью. Изделия, изготовленные из указанной стали, способны выдерживать высокие температуры длительное время. При этом их работоспособность не снижается, срок службы не сокращается. В состав аустенитной нержавейки входит никель, способствующий образованию на поверхности трубопровода особого тонкого слоя. Получившаяся пленка имеет высокую устойчивость к воздействию окружающей среды.

Труба теплообменной системы изготавливается из оцинкованной стали. При нагреве до температуры 200 градусов цинк, содержащийся в металле, испаряется. При температуре 500 градусов в воздухе скапливается большое количество выделившегося вещества, которое становится опасным для здоровья.

Материал

При применении оцинкованной стали важно следить за температурным режимом, чтобы избежать неприятных последствий.

Читайте также:  Лучшие печи для бани 2019 года: ТОП-10 моделей

Сооружение теплообменника своими руками

Многие люди предпочитают сооружать такое оборудование для бани самостоятельно. Самый простой вариант — система труб, выполненных из нержавеющей стали. Также при желании можно использовать агрегаты, созданные посредством сварки из швеллеров.

Если система не предусматривает наличия насоса, стоит организовать систему так, чтоб холодная вода сама поступала к банной печи, а горячая шла к баку. Соответственно, трубы нужно установить под углом примерно в 5°.

Важно помнить о том, что основной недостаток теплообменника — коррозия металла. Это объясняется тем, что любые металлические поверхности недостаточно устойчивы к воздействию воды и различных агрессивных веществ. Соответственно, необходимо защитить оборудование. Для этой цели используются трубы из стали или меди с напылением определенных металлов, что повысит долговечность конструкции.

Установка и подключение

Первым шагом станет определение места для крепления навесной ёмкости. Она всегда вешается на стене. Для установки потребуется четыре патрубка: первый будет использован для прямой подачи, второй — для заполнения холодной водой. На третий патрубок ставится обратный клапан, а к четвёртому подключается кран и душ.

После этого на линии обратной подачи устанавливается вентиль для слива жидкости. С использованием фитингов подключаются турбопроводы прямой и обратной подачи.

Таким образом, теплообменник вполне реально сделать и установить самостоятельно. Стоит только придерживаться определённых правил. Особое внимание следует уделить правилам пожарной безопасности, в случае нарушения которых может случиться катастрофа. Также, всегда проверяйте герметичность любых швов. Обратите внимание — жидкость не должна закипеть внутри конструкции, потому что накипь приводит к быстрой поломке прибора.

Теплообменник хорош тем, что с его помощью легко нагреть необходимое количество воды, а также значительно сэкономить на расходах электроэнергии.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Выбираем конструкцию прибора

Выбирая подходящий теплообменник для печи, стоит стремиться к тому, чтобы общая площадь поверхности готового изделия была наибольшей. Это позволит обеспечить наиболее эффективный обогрев помещения.

Змеевик

Наибольшее распространение получили регистры (змеевики). Такие теплообменники варят из гладкостенных труб диаметром 40 – 50 мм. Внешне они напоминают решетку характерной Г-образной формы. Для их изготовления можно использовать не только круглые, но и профильные трубы с близкой площадью поперечного сечения.

Обратку и выход горячей воды можно располагать как с одной стороны регистра, так и с разных.

Вариант выхода определяется конструктивными особенностями самой печи и схемой разводки труб в системе отопления.

Следующими по популярности можно назвать прямоугольные или цилиндрические баки, внутри которых располагается труба или змеевик. Длина такого теплообменника зависит от параметров топливника печи. Теплообменник, устанавливаемый на дымоход, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри него проходит труба, диаметр которой равен диаметру дымохода. Патрубки привариваются снизу. Может использоваться как для обогрева помещения, так и для нагрева воды.

Такая конструкция требует особого внимания. Из-за быстрого остывания продуктов сгорания значительно снижается тяга в самом дымоходе. Это способствует замедлению горения топлива.

Установка изделия на отопительно-варочную печь требует особого внимания. Необходимо позаботиться о том, чтобы горячие газы проходили над его верхней полкой и входили в дымоход в передней части топливника.

В таком случае плита для приготовления пищи может располагаться прямо над теплообменником. Допустимо также изготовление регистра без верхней полки. Так называемая полка состоит из нижней и боковых частей, соединенных между собой трубами.

Правила безопасной эксплуатации теплообменника

Опытные печники советуют выбирать и эксплуатировать печь для бани с теплообменником ответственно, а потому не лишним будет ознакомиться с такими правилами:

  • Трубы от теплообменника нельзя крепить на неподвижные соединения к стенам – от нагрева первые расширяются и изменяют свои линейные размеры.
  • Мощность теплообменника не должна негативно влиять на мощность печи – всего отбираемое тепло не может превышать 10%. А потому слишком габаритные теплообменники – не лучший вариант, если сама печь не достаточно сильна.
  • Выносной бак для воды подбирать нужно так, чтобы после 2 часов топки бани в вода в системе была уже горячей. Но не раньше – иначе она будет закипать, и парилка будет перенасыщена паром. А вот слишком большой бак греть воду будет долго.
  • Если кирпичная печь с теплообменником уже разогрелась до высокой температуры, в нее крайне нежелательно наливать воду.
  • Чтобы уплотнить резьбу в месте соединения труб и теплообменника, нужно использовать только тот уплотнитель, который сможет выдержать высокую температуру.

Если система предполагает естественный теплообмен – без насосов – то трубы для подачи в бак воды должны быть расположены так: холодная вода из бака самотоком стекает по трубе к печи, а горячая таким же образом поднимается снова к баку. Но все это будет работать, если трубы и прямой, и обратной подачи воды будут размещены под углом 2-5 градусов.

Современный строительный рынок предлагает достаточно видов банных агрегатов такого вида: это и мощная чугунная печь с теплообменником, и недорогие дровяные печи с теплообменником – цена последнего особо не влияет на стоимость самой печи. Важно только обратить внимание при выборе, чтобы сам теплообменник был изготовлен из качественной жаропрочной и жаростойкой стали.

способа монтажа водяного контура

Как сделать «пирог» водяного тёплого пола от печи в бане самому? Мы покажем, как всю работу можно осуществить разными способами.

способа монтажа водяного контура

В бетонную стяжку

Основание, имеющее стяжку из бетона — лучший вариант для бани, так как цементный раствор обладает повышенной влагостойкостью, и позволяет сделать качественный обогрев бани. Кроме того, этот способ даёт возможность экономить на материале и оборудовании.

способа монтажа водяного контура

Но при самостоятельной заливке стяжки, есть важное условие — это необходимо делать с соблюдением инструкции и технологического процесса.

К недостаткам данного метода относится сложность ремонта в случае поломки, и возможность использования конструкции только после полного высыхания раствора, на что потребуется около месяца.

способа монтажа водяного контура

Процесс заключается в следующих действиях:

  1. Подготавливается основа — она должна быть ровная и чистая, если обнаружены существенные неровности, то можно сделать тонкую стяжку.
способа монтажа водяного контура
  • Производится двойная гидроизоляция — бетонная поверхность покрывается горячим битумом, на него стелются листы рубероида внахлёст 10 см. Затем опять заливается битум и кладётся рубероид.
  • Укладывается утеплитель — желательно жёсткий и влагонепроницаемый (ЭППС, пеноплекс), и толщиной не меньше 5 см. Обязательно, при размещении теплоизоляции нужно не забывать про сливной уклон.
способа монтажа водяного контура
  • Монтируется арматурная сетка — к ней будет крепиться труба.
  • Приклеивается демпферная лента по периметру, на стыке стен и пола — она компенсирует температурные расширения.
способа монтажа водяного контура
  • Размещается нагревательный контур — фиксируется хомутами к сетке.
  • Заливается стяжка — данные работы делаются после подсоединения системы и проверки её работоспособности. Обязательно заливку нужно делать при наличии давления в контуре. После застывания её можно стелить половое покрытие.
способа монтажа водяного контура

На полистирольные плиты

Плиты из полистирола — качественный материал, отлично сочетающий водяные полы с банным помещением. Их поверхность оснащена слоем фольги, которая способна отражать тепло, что обеспечивает хорошую теплоизоляцию. Кроме того, плиты имеют пазы, в которые удобно укладывать контур.

способа монтажа водяного контура

Монтажные работы по возведению водяного пола в бане от печи своими руками необходимо выполнять последовательно:

  • очищение и выравнивание чернового пола;
способа монтажа водяного контура
  • установка гидроизоляции — кладётся рубероид в два слоя;
  • проклейка демпферной ленты по периметру;
способа монтажа водяного контура
  • размещение теплоизоляционных матов с бобышками — лучше, если они будут иметь отражающую поверхность;
  • монтаж водяного контура — он размещается согласно схеме в пазы между бобышками;
способа монтажа водяного контура
  • подключение системы — проверка работоспособности и отсутствие течи;
  • стяжка — лучше заливать бетон по установленным маячкам, поверхность должна быть с небольшим уклоном к стоку;
способа монтажа водяного контура
  • монтаж полового покрытия — после полного затвердевания бетона стелется покрытие, и полом можно пользоваться.

Укладка по деревянному полу

способа монтажа водяного контура

Этот метод подходит, если основа не прочная, и не выдержит тяжести бетонно-цементной стяжки. Трубы кладутся прямо на черновое деревянное покрытие. Но данная конструкция менее эффективна, так как пол не соприкасается на прямую с контуром.

Однако он применяется часто при самостоятельном обустройстве тёплых полов, ведь бани, в основной своей массе — не имеют достаточную прочность.

способа монтажа водяного контура

Работы следует начинать с очистки чернового деревянного пола.

Затем укладывается полиэтиленовая плёнка, в качестве гидроизоляции, и монтируется демпферная лента.

способа монтажа водяного контура

Устанавливаются лаги на деревянный пол, они фиксируются на саморезы. Класть их необходимо поперёк основных досок.

Следующий этап — теплоизоляция, для этого между лагами прокладывается утеплитель, и натягивается еще один слой пленки, для защиты от влаги.

способа монтажа водяного контура

Поперёк лаг устанавливаются деревянные рейки, в пазы между ними прокладывается фольга или размещается металлический профиль.

Читайте также:  Вентиляция в бане и сауне: как добиться правильного воздухообмена

Укладываются трубы — они кладутся на фольгу или в профиль согласно схеме. Система подогрева подключается и проверяется её работоспособность.

способа монтажа водяного контура

Монтируется подложка для финишного покрытия из фанеры или листов ДСП.

Стелется половое покрытие, чаще используют плитку или дерево.

способа монтажа водяного контура

Данный способ, обустроить самому отопление бани от тёплого водяного пола — трудоёмкий процесс, но обойдётся дешевле.

Подключаем тёплый пол к печки

способа монтажа водяного контура

При самостоятельном запитывание водяного пола от банной печи необходимо сделать отдельную магистраль подогрева теплоносителя. Для этого, потребуется оборудовать теплообменник над топочным отсеком, или соорудить систему из труб, которой обвязать топку.

Смотрите видео

способа монтажа водяного контура

Кроме этого, чтобы обеспечить водяной пол нужным количеством теплоносителя, необходимо обустроить конструкцию дополнительным баком около печи.

Следует не забыть и про смесительный узел, в котором горячая вода будет смешиваться с отработанной, и поступать в контур с нужной температурой.

способа монтажа водяного контура

Чтобы остывшая вода из труб направлялась обратно в теплообменник для подогрева, производится подключение к системе насоса, который обеспечивает циркуляцию теплоносителя.

Змеевик для печей

Один из самых простых в изготовлении теплообменников – змеевик. Все что нужно – найти трубу из достаточно пластичного металла. Чаще всего используется медь или алюминий, так как оба металла стойки к коррозии и легко гнутся. Затем труба изгибается, причем форма в принципе может быть любая.

Для того чтобы вода активно двигалась самотеком (без насоса) общая протяженность змеевика не должна превышать 3 метров (это с учетом соединения до выносного бака). Создавая свой теплообменник, «примеривайте» его к печи: он не должен соприкасаться с открытым пламенем, а нагреваться должен раскаленным воздухом. На концах нарезается наружная резьба, к которой затем подсоединяются через фитинги выносной бак.

В самом простом варианте теплообменник может иметь вид подковы. Тогда использовать можно и нержавейку – так ее можно согнуть. Например, на видео ясно видна подобная форма, которую использовали в печи для бани «Витра» (видео о том как перенести теплообменник в печи Vitra с левой боковой панели на правую ищите в конце статьи).

Один из видов змеевика – регистр. Это, как правило, сварная конструкция из труб, которая часто чем-то напоминает отопительные. Регистр для банной печи чаще всего варят из нержавейки, так как только она может длительное время переносить жесткие условия эксплуатации. Сварные конструкции имеют большой размер и вес, и потому их чаще устанавливают кирпичных печах. В железной печи не всегда можно найти место для размещения небольшой трубки-теплообменника, не то что громоздкой сварной конструкции. А при проектировании кирпичных банных печей можно выделить место и под регистр.

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.

Что нужно знать об эксплуатации

Если вы ознакомились с инструкцией, купили теплообменник в баню, убедитесь, что выполняются следующие условия:

  • Крепежные соединения должны быть подвижными – это поможет минимизировать деформацию узлов рекуператора под влиянием высоких температур.
  • Уплотнители обязаны быть изготовлены из термостойких материалов.
  • Емкость выносного резервуара выбирается из такого расчета, чтобы он вмещал объем воды, нагреваемый за 2 часа.
  • Важно, чтобы соблюдалась полная совместимость с отопительным агрегатом.
  • Устройство должно потреблять не более 10% энергии, вырабатываемой печью.

Безопасность при эксплуатации

Чтобы предупредить возникновение аварийных ситуаций, соблюдайте следующие меры предосторожности:

  • не крепите трубы непосредственно к стенам;
  • следите, чтобы в баке всегда хватало воды, иначе быстро столкнетесь с проблемой накипи или даже с пожароопасной ситуацией;
  • постоянно проверяйте работу аппарата и бейте тревогу при ее резком нарушении;
  • используйте только термостойкие прокладки и регулярно обращайте внимание на то, в каком они состоянии.