Теплообменник на трубу отопления. Теплообменник на трубу дымохода для отопления: виды, принцип работы, установка

⁰

Русский человек не любит терять ни в чем: ни в деньгах, ни в комфорте, ни в тепле. А потому и на дачах, и в частных домах, и в теплицах, и в банях нередко можно увидеть у соседей достаточно интересные приспособления «ради экономии». И точно также не обошли стороной народные умельцы совсем не лишнее тепло, которое бездарно порой уходит из парной, установив теплообменник на дымоход, а не на печь или стену. И действительно, так получается очень выгодно: зачем забирать ценное тепло от печи, если мы порой не знаем, как хоть немного остудить раскаленную дымоходную трубу? А вот водяной или воздушный теплообменник на дымоход – отличное решение!

Из какого металла лучше делать теплообменник?

Сам обменник на трубу ставить лучше из пищевой нержавеющей стали. Ее еще называют аустенитной. Даже при высоких температурах ее характеристики не меняются – ведь сварные швы у нее прочные и не подвержены образованию трещин, а никель в реакции с кислородом на поверхности образуют специальную защитную пленку, которая устойчива к солям и кислотам. Это – самый долговечный вариант.

Что касается цинка, то уже при температуре 200°С он начнет испаряться, а при 500°С – его концентрация в воздухе достигнет опасного значения. Поэтому, если вы навесили на теплообменник оцинкованный профиль, но он не нагревается больше 200°С – можете не беспокоиться. А поставить его можно – такой профиль хорошо служит для усиления конвекции воздуха, который обтекает теплообменник. Конечно, для постоянного отопления дома такой теплообменник не годится, а вот для быстрого прогрева мансарды, например, это то, что надо! Т.е. вы приехали с друзьями в баню, начали растапливать печь, а в мансарде или комнате отдыха за каких-то полчаса уже тепло. И не нужно думать ни про котел, ни про вторую печь.

Установить теплообменник на дымоход своими руками – достаточно просто. Его можно прикрепить и на обычной железной печи, и даже потом обложить кирпичом, как и печь. Класть сам кирпич разрешается и на ребро – конструкция все равно будет устойчивой.

Например, вот как можно сделать теплообменник на печку-буржуйку:

Варианты подключения конструкций

Теплообменник на дымоходе может работать в двух основных режимах. И в каждом из них – свой процесс теплоотдачи от дыма к внутренней трубе теплообменника.

Итак, в первом режиме мы подключаем к теплообменнику выносной бак с холодной водой. Тогда на внутренней трубе происходит конденсация воды, отчего сам теплообменник нагревается исключительно за счет тепла конденсации водяных паров дымовых газов. В этом случае температура на стенке трубы будет не более 100°С. И вода в баке греться будет долго.

Во втором режиме конденсация паров воды на внутренней стенке теплообменника не происходит. Здесь тепловой поток через трубу идет более существенно, и вода греется быстро. Чтобы более полно понять этот процесс, проведите такой эксперимент: поставьте кастрюлю с холодной водой на газовую горелку. Будет хорошо видно, как на стенках кастрюли появится конденсат, и он станет капать на плиту. И не смотря на пламя 100°С, это состояние будет идти долго, пока сама вода в кастрюле не разогреется. Поэтому, если вы используете теплообменник на трубе как регистр для нагрева воды, то отдавайте предпочтение небольшим его конструкциям с толстыми стенками внутренней трубы – так конденсата будет намного меньше.

Труба на олове – просто и долговечно!

Данный вариант - это просто, практично и удобно. По сути, здесь дымоход попросту обвивает металлическая или медная труба, она постоянно нагревается, и перегоняемый через нее воздух быстро становится теплым.

Приварить спираль к вашему дымоходу вы можете аргоновой горелкой либо полуавтоматической сваркой. Припаять можно и оловом – если только заранее обезжирить его ортофосфорной кислотой. Держаться на нем теплообменник будет особенно крепко – ведь как раз самовары и паяны оловом, и служат действительно долго.

Гофра – дешево и сердито

Это – самый простой и малобюджетный вариант. Берем три алюминиевые гофры и оборачиваем их вокруг дымохода в мансарде или втором этаже. В трубах от стенок дымохода воздух будет греться, и его можно будет перенаправить в любое другое помещение. Даже достаточно большая комната будет нагрета до жары, пока вы будете топить печь для парной. А чтобы теплосъем был более продуктивен, обмотайте спирали из гофры обычной пищевой фольгой.

Теплоообменник-колпак – для прогрева мансарды

Также на участке дымохода в мансардном помещении можно поставить теплообменник, который работал бы по принципу колпаковой печи – это когда горячий воздух поднимается вверх, а остывая – медленно вниз. У такой конструкции есть свой огромный плюс – обычный металлический дымоход на втором этаже обычно раскаляется так, что к нему нельзя прикоснуться, и такой теплообменник значительно уменьшит опасность пожара или случайных ожогов.

Некоторые умельцы такие теплообменники еще обкладывают сеткой с камнями для аккумуляции тепла и декорируют подставку теплообменника. Мансарда в таком случае получается еще более уютной и вполне может использоваться как жилая. Ведь исходя из практики, температура трубы банной печи не превышает 160-170 °С, если на ней находится теплообменник. И самая высокая температура уже будет находиться только в районе шибера. Тепло и безопасно!

Приятно посетить благоустроенную баню, в которой не только качественно сложена каменка, обеспечивающая легкий пар, но и грамотно продуманы системы отопления и водоснабжения. Если в печи установлен теплообменник, то в моечной всегда будет теплая вода, а при условии подключенного к теплообменнику радиатора, даже в зимнюю стужу в бане будет максимально тепло и комфортно.

Конструктивно теплообменник может представлять собой змеевик либо бак с максимальным объемом 5 литров и двумя патрубками для подключения водяного бака/радиатора.

По способу крепления теплообменники делятся на два типа:

На заметку! Ни один тип рассматриваемых конструкций не имеет прямого контакта с открытым пламенем в печи.

Лучшими показателями теплосбережения отличаются теплообменники внутреннего типа. Вода в них будет нагреваться, пока полностью не остынет печь до последнего ее кирпича или камня.

Самый быстрый нагрев воды обеспечивают внутренние теплообменники и наружные, устанавливаемые на печную трубу. При этом первые изделия нередко предполагают необходимость внесения конструктивных изменений/дополнений в банную печь, а вторые нельзя назвать украшением помещения парной (широкий бак не лучшим образом вписывается в интерьер).

Если сравнивать изделия по легкости монтажа, то пальму первенства занимают теплообменники, которые навешиваются на внешние стенки печи. Такие изделия отличаются продолжительным сроком службы, не портят внешнего вида печи, однако вода в них нагревается дольше, а остывает значительно быстрее.

Обратите внимание! Теплообменник можно приобрести отдельно, изготовить его самостоятельно, а также есть вариант покупки банной печи со встроенным водяным контуром.

Принцип работы печи с теплообменником

Теплообменники или водяные контуры независимо от своего месторасположения работают по единому принципу. Тепловая энергия непосредственно от печи передается водяной рубашке или регистру. Залитый в теплообменник теплоноситель начинает нагреваться; в баке или же вода имеет комнатную или ниже таковой температуру.

За счет этой температурной разности в контуре создается давление, которое способствует самотечной циркуляции теплоносителя. То есть, нагретая в теплообменнике вода поступает в выносной бак. Из бака горячая вода расходуется на гигиенические процедуры, после чего в емкость заливается холодная порция теплоносителя. Холодная вода в свою очередь переносится по трубам в теплообменник, где происходит ее нагрев.

Если система закрытого типа (то есть выносной бак работает как отопительный прибор), заливка воды производится строго до розжига печи, в противном случае из-за разницы температур может деформироваться и лопнуть металл теплообменника.

Циркуляция продолжается до тех пор, пока в печи поддерживается высокая температура.

Таким образом, при наличии в печи теплообменника отпадает необходимость в установке водонагревателя для душевой, а также обустройстве дополнительных источников тепла в помещениях.

Обратите внимание! В некоторых случаях самотечное движение воды затруднено или невозможно, тогда контур дополняют циркуляционным насосом. Система становится эффективной, но энергозависимой.

Расчеты мощности теплообменника

Объем теплообменника выбирают, исходя из объема самой печи, а также учитывая ее мощность.

При выборе теплообменника и прочих комплектующих, руководствуются следующими правилами:

Теперь о площади теплообменника. Теплообменник должен обладать запасом мощности, чтобы после прекращения растопки печи, тепловой энергии хватало на поддержание температуры воды в системе. Естественно, что в процессе остывания, мощность банной печи падает очень быстро, это обуславливает необходимость запаса мощности теплообменника.

Рассмотрим пример. Для начала потребуется узнать, сколько киловатт энергии требуется на обогрев вашей бани. Предположим, что этот показатель составит 5-6 кВт. Тогда, с учетом запаса, следует выбрать теплообменник площадью 1 квадратный метр, обеспечивающий мощность до 10 кВт.

Пояснение. При расчете принимается пропорция 1 кв. м площади теплообменника = 10 кВт. Но чтобы предусмотреть теплопотери, это соотношение корректируют, обеспечивая запас энергии:

1 кв. м = 10 кВт – 3…4 кВт.

Таким образом можно поддерживать желаемую температуру в бане, единожды или дважды растапливая печь.

Изготовление теплообменника

Изготовить теплообменник можно из листовой стали, труб, согнутых в виде змеевика или подковы, старого чугунного радиатора и даже полотенцесушителя.

В случае использования листовой стали (толщина более 2,5 мм), производится раскрой, предварительное «прихватывание» соединяемых элементов сваркой, проверка геометричности, а затем окончательная сварка. Бачок можно изготовить как прямоугольным, так и цилиндрическим, в последнем случае понадобится станок для гибки металла.

Пример теплообменника для кирпичной банной печи

Не стоит использовать оцинкованную сталь, т.к. при температуре выше 200 градусов цинк начинает испаряться.

К теплообменнику сверху и снизу привариваются патрубки для подключения труб циркуляции теплоносителя. Желательно, чтобы патрубки имели на свободных своих концах резьбу, это упростит монтаж.

В кирпичной печи может быть использован теплообменник в виде регистра. Его изготавливают из медных или стальных труб, собирая их в единый «скелет», по которому будет циркулировать вода.

Видео – Устройство банной печи с теплообменником

Готовые теплообменники внутреннего типа обычно состоят из корпуса, к которому подсоединяются удлиненные сгоны. Бачок навешивается на переднюю или любую другую стенку печи, через отверстия в стенке выводятся сгоны. Фиксация осуществляется распорными втулками и прижимными гайками.

Теплообменник «Ермак»

При изготовлении теплообменника важно знать, что к нему должны подключаться трубы диаметром более одного дюйма, в противном случае будет затруднено движение воды к «потребителю» и обратно.

Лучшие трубы для изготовления теплообменника и контура – медные или стальные нержавеющие. Причем согнуть медную трубку будет гораздо легче стальной, да и теплопроводность первой в 7,5 раз выше.

Важно! Перед установкой проверьте свой теплообменник на герметичность, наполнив его водой под давлением.

Закрепление выносного бака и монтаж теплообменника

Для банной печи достаточно бака объемом 80-120 литров. Эту емкость необходимо навесить на стенку бани так, чтобы уровень бака был выше печи.

Баки. Инструкция

Схема подключения бака и установки печи с теплообменником

Шаг 1 . Выбираем место для крепления бака. Это может быть как парная, так и душевая за смежной стенкой. Высоту крепления определяем, пользуясь рекомендациями по уклону подводящих/отводящих труб.

Шаг 2. Большинство опытных мастеров не рекомендуют навешивать выносной бак непосредственно на деревянную стенку бани. Поэтому делаем замер ширины бака, распиливаем рейку на несколько участков соответствующего размера, крепим отрезки на стенку бани гвоздями.

Шаг 3 . У бака должны быть предусмотрены технологические отверстия для крепления его к стене. Закрепляем бак саморезами или дюбелями, проверяя горизонтальность и вертикальность. Дополнительно укрепить конструкцию можно кронштейнами, зафиксировав их под дном бака.

Шаг 4 . У бака для воды выносного есть три или четыре патрубка. Два из них предназначены для подключения к теплообменнику, третий – для заполнения бака водой (его может и не быть), через четвертый горячая вода подается потребителям. К патрубку, через который бак будет заполняться водой, подключается обратный клапан. Если система открытая (вода добавляется вручную через открытую крышку бака), то обратный предохранительный клапан не нужен.

К патрубку, из которого будет вытекать подогретая вода, подключается кран с душевым шлангом или без такового.

Шаг 5. Осталось два патрубка, к которым следует подсоединить гофрированные стальные трубы или смонтировать медную сеть. Соединения производятся фитингами. Допустимо использовать металлопластиковые трубы, соединив их переходниками с патрубками бака и теплообменника. Все резьбовые соединения уплотняются нитью-герметиком.

Шаг 6. На трубопровод, который ведет от бака к теплообменнику, подключается кран для слива воды из системы. Операцию слива жидкости нужно будет выполнять каждый раз после завершения банных процедур, в противном случае в период холодов вода может замерзнуть в трубах.

Шаг 7. На стенку печи навешивается теплообменник (либо его штуцеры выводятся через технологические отверстия печи, а змеевик располагается внутри так, чтобы в дальнейшем не происходило контакта металла корпуса с открытым пламенем). Крепежи затягиваются. К теплообменнику подводятся и подключаются фитингами гибкие гофрированные шланги или трубы. При необходимости, в стене высверливаются отверстия диаметром чуть больше диаметра труб.

На заметку. Операцию установки теплообменника можно производить до монтажа навесного внешнего бака для воды.

Шаг 8 . Система обязательно тестируется на герметичность посредством подачи воды под давлением.

Шаг 9. Если у вас металлическая печь, то можно запускать ее в работу. Кирпичную же печь придется достраивать, производить отделку, тестирование и другие подготовительные работы. Впрочем, металлические печи также могут быть обложены кирпичом (их ставят на ребро) с двух или трех сторон. Такой экран дополнительно аккумулирует тепло, повышая КПД печи.

Теплообменник на трубе

Температура выходящего из банной печи газа достаточно велика, поэтому целесообразно ее использовать. Соответственно, теплообменники, о которых далее пойдет речь, крепятся только на металлическую одностенную трубу печи.

Теплообменники для печных труб также именуют самоварными. Вода в них прогревается равномерно и достаточно быстро, циркуляция происходит очень быстро, достигается экономия топлива. Дополнительно такие теплообменники являются своеобразными предохранителями, предотвращающими любые утечки дыма из трубы в помещение.

Стыковка теплообменника и трубы производится герметиком жаропрочным (до 1000 градусов) и хомутами. Трубы подключаются по рассмотренной выше технологии.

Паспорт. Теплообменник универсальный

Делать своими руками такой теплообменник не обязательно, стоимость заводских изделий представлена в виде таблицы.

Технические характеристики и цены теплообменников

Диаметр дымохода 105 ммДиаметр дымохода 115 ммДиаметр дымохода 130 мм Цена, руб.279028905290

Видео – Обзор печи с теплообменником для воды на трубе

Задумываясь о способе нагреве воды для банных процедур, устанавливать бойлер совсем необязательно. С этой задачей отлично справится теплообменник.

Назначение теплообменников и их классификация

Банная печь, оснащенная теплообменником, выполняет одновременно несколько функций. Помимо своего прямого назначения, печь с теплообменником успешно нагревает воду для душевой. А если конструкция выполнена в форме выносного бака, расположенного в смежной комнате, то устройство одновременно отапливает помещение. Существует 3 варианта устройства теплообменника:

Внутренний. В этом случае банная печь оснащена змеевиком, расположенном на дне или сбоку.
Внешний. Выполнен в форме прямоугольного бака, прогрев жидкости осуществляется непосредственно через стенку банной печи.
Наружный. Представляет собой герметичную емкость, опоясывающую трубу дымохода.

Замечание! Существуют модели печи, где внутри вместо змеевика установлен бак для воды, выполненный из нержавеющей стали. Принцип их функционирования аналогичен.

Принцип действия всех теплообменников, предназначенных для банной печи, идентичен – за счет соприкосновения с раскаленной поверхностью дымохода или топки они нагревают воду для емкостей больших объемов, основываясь на принципе конвекции. Их эксплуатация допускает установку водяного бака в смежной с парной комнате.

Независимо от конструкции все теплообменники наполнены жидкостью. С учетом назначения устройства, это может быть обыкновенная вода или антифриз. Поступает жидкость из сообщающейся емкости (накопительного бака или системы отопления). Соединение производится двумя штуцерами сверху и снизу. Вся схема устройства теплообменника не отличается сложностью: она основывается на естественной циркуляции подогреваемой жидкости или за счет подключения электрического насоса.

Профессиональные печники рекомендуют остановить выбор на открытой системе нагрева воды, без применения давления. Также следует учесть влияние протяженности труб на эффективность функционирования всей системы. Оптимальной считается длина, не превышающая трех метров. Этого вполне хватает, чтобы вынести емкость с нагретой водой в соседнюю комнату.

Имеет значение и толщина трубы. Для работы без участия электрического насоса необходимо, чтобы диаметр превышал один дюйм. Иначе банная печь, оснащенная теплообменником, не справится самостоятельно с перегонкой жидкости.

Правила установки конструкции

Достичь максимальной производительности системы позволит грамотное размещение всех ее элементов. Ключевым моментом является крепление накопительной емкости – она фиксируется выше уровня теплообменника. Конструкция соединяется между собой двумя трубами. Их монтаж производится с соблюдением определенных правил:

Горячая вода подается в большой бак по трубе, установленной с наклоном 30о к горизонтальному уровню.
Труба для подачи в теплообменник холодной воды расположена ниже, угол наклона не превышает 2о.
Водяной бак оборудуется краном для забора горячей воды.
Кран для слива воды устанавливается на нижней трубе.

Внимание! Емкости наполняются водой до начала растопки банной печи. Невыполнение данного условия грозит разгерметизацией сварных швов. При наполнении холодной водой разогретого бака существует риск возникновения аварийной ситуации.

Какие еще важные моменты следует учесть при оснащении банной печи теплообменником:

Запрещено фиксировать трубы к стене с применением неподвижных креплений. Это объясняется вероятностью увеличения диаметра трубы во время сильного нагрева воды.
Мощность теплообменника должна соответствовать производительности банной печи и не оказывать на ее работу существенного влияния.
Выносная емкость подбирается такого объема, чтобы вода в ней была готова к использованию через 2 часа после растопки банной печи. Более ранний прогрев способен спровоцировать закипание жидкости и образованию высокого уровня пара в парилке. Чрезмерно большой объем также нежелателен ввиду длительного нагрева воды.
После разогрева банной печи и теплообменника избегайте дополнительного доливания воды.
Для соединения теплообменника с трубами воспользуйтесь уплотнителями, выдерживающими высокие температуры, которые не будут при этом плавиться.

Независимо от того, будете ли вы приобретать готовый теплообменник для банной печи или изготавливать его самостоятельно, обратите внимание на материал для его производства. Он должен обладать устойчивостью к резким перепадам температурного режима.

Принципы работы устройств для нагрева воды

Каждый из трех вариантов расположения теплообменника обладает особенностями.

Внутренний змеевик

При внутреннем оборудовании банной печи змеевиком из стальной трубы его устанавливают таким образом, чтобы конструкция не подвергалась прямому воздействию огня и находилась за пределами участка с максимальной температурой. Оптимально, когда теплообменник находится на пути движения отходов сжигаемого топлива, это продлит период его эксплуатации. Среди достоинств модели – сохранение максимальной температуры жидкости длительное время, пока стенки из кирпича или металла удерживают тепло. На выходе из банной печи конструкция оснащается патрубками для труб, соединяющих ее с выносной емкостью. Встроенная модель обеспечивает быстрый прогрев воды, однако это устройство недостаточно эффективно ввиду уменьшения мощности банной печи. Период прогрева парной увеличивается, а дымовые газы беспрепятственно улетучиваются через дымоход. КПД подобной конструкции не превышает 50%.

Замечание! Исключения составляют модели банных печей из кирпича с теплообменником, где за счет нескольких ходов движения дымовых газов обеспечивается обогрев душевой и предбанника.

Внешний навесной бак

Емкость из нержавеющей стали, установленная сбоку банной печи, осуществляет прогрев жидкости за счет инфракрасного излучения одной из стенок. Среди преимуществ отмечается легкость монтажа. Однако, как и в предыдущем варианте, подобный теплообменник уменьшает количество тепла, выдаваемого печью в парную. Дополнительный недостаток конструкции – необходимость регулярно добавлять холодную воду.

Теплообменник на дымоходе

Наиболее выгодный с точки зрения КПД вариант. Его минимальная производительность составляет 60 %. Это достигается за счет отсутствия влияния теплообменника на работу самой банной печи. Нагрев жидкости осуществляется исключительно благодаря понижению температуры продуктов сгорания. Подобный принцип функционирования конструкции применяют большинство производителей банных печей из металла. Доступный способ установки теплообменника не лишен недостатков: по мере испарения жидкости потребуется ее долив, а также громоздкий внешний вид.

Существует еще один интересный вариант подогрева воды – это модель теплообменника, расположенного на дымоходе, в форме проточного нагревателя небольшого объема (5-10 л). С помощью патрубков он соединяется с выносной емкостью объемом 60-120 л. Размер накопительного резервуара подбирается пропорционально мощности банной печи. За время подготовки парной обеспечивается прогрев воды до требуемой температуры.

При желании можно подобрать комбинированный вариант, когда банная печь оборудована двумя теплообменниками – один встроен в топку, второй базируется на дымоходе. Для обогрева бани вместо накопительного бака для воды к конструкции подсоединяются батареи или регистры.

Краткий обзор печей

Ассортимент банных печей, выполненных из металла и дополненных теплообменником, отличается широким диапазоном ценовой политики, размерами, качеством исполнения, внешним видом и позволяет приобрести наиболее подходящую модель. Это спровоцировало вытеснение кирпичных аналогов ввиду их громоздкости и трудоемкости возведения.

Для парилки объемом до 18 м куб. удобным вариантом прогрева является печь «Везувий» Скиф. Корпус теплообменника установлен в боковом кармане, в зависимости от потребностей покупателя он оборудуется с левой или правой стороны. Одно из достоинств модели – нахождение каменки в кожухе, окружающем конструкцию. Этим достигается эффект кирпичной печи. Для производства топки использована качественная восьмимиллиметровая сталь, не меняющая пропорций при высоком температурном режиме.

Модель «Торнадо» более мощная и рассчитана на помещение до 20 м куб. Масса конструкции составляет 125 кг, теплообменник встроенный. Установка банной печи требует правильного расчета прочности фундамента. Боковой кожух допускает закладку камней массой до 240 кг. Преимущества модели – мощная топка из чугуна. Разогрев камней в боковом отсеке до максимальной температуры и предотвращение перегрева воздуха обеспечивает удобный кожух. Конкуренцию отечественным моделям составляют финские производители.

Длительная эксплуатация теплообменников для банной печи достигается при условии грамотной установки системы и соблюдения правил эксплуатации конструкции.

Если в бане есть хорошая печь, то никакого бойлера для нагрева воды в моечную не нужно – для этого используется теплообменник. Его главная задача в том, чтобы нагреть поступающую воду и отдать ее в навесной бак. А потому пока пылает «сердце» бани – и вода в соседнем помещении будет горячей, а когда баня не топится и не используется – она сливается. Вот так все рационально и продумано.

3 Делаем теплообменник для печи своими руками
4 Правила безопасной эксплуатации теплообменника

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.

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.

Делаем теплообменник для печи своими руками

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.

Итак, все готовые раскроенные детали нужно прихватить сваркой и проверить, насколько точно были выполнены все расчеты. После этого можно собирать теплообменник. И наконец, он проверяется на прочность таким образом: нижнюю трубу нужно заварить, в теплообменник – залить воду и выходное отверстие соединить с емкостью. Теперь, используя монометр для контроля давления, систему нужно заполнить сжатым воздухом. Если швы были выполнены качественно – они не станут течь. А вот если такие прорехи окажутся, из системы нужно слить воду и проблемные места снова заварить. Конечно, чем меньшей будет общая длина всех труб, тем лучше.

Теплоизолировать бак для воды или нет – зависит от того, будет ли он использоваться только по прямому назначению, или же им планируются прогреваться и смежные комнаты.

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.

Без дымохода не способно нормально функционировать ни одно отопительное устройство, работающее за счёт сгорания топлива.

Через трубу для отвода дыма выходят вредные продукты, представляющие опасность для человека. Но одновременно теряется и значительное количество ценного тепла.

Его можно было бы использовать для обогрева комнаты. Чтобы не допустить подобных утечек, устанавливается увеличивающий КПД теплообменник на трубу дымохода.

Теплообменник увеличивает КПД

Специфика работы

Сегодня выпускают теплообменники различных видов. В целом особенности их работы, как и характеристики конструкции, схожи. Свойства строения такого элемента:

Наличие полного корпуса.
Присутствие выходных и выходных патрубков.
Тормозной механизм для продуктов сгорания. Его роль играют клапана с вырезами, которые устанавливаются на осях.

Заслонки можно поворачивать. Формируется зигзагообразный дымоход различной длины. Клапаны можно настраивать, чтобы соотношение тяги и теплообмена получалось максимально эффективным. Стандарты безопасности соблюдаются.

Выпускаются и простые модификации, которые не оснащены системой регулируемых клапанов.

В этом видео вы узнаете, как сделать теплообменник:

Правильный выбор материала

Лучше всего применять теплообменник из нержавеющей стали . Даже под воздействием больших температур физические характеристики металла остаются стабильными. Вот почему сварные швы кажутся достаточно крепкими, а при взаимодействии с кислородом формируют защитную пленку. Она стойко переносит кислотную среду. Говоря о применении цинка, при достижении температурных отметок 200 градусов он испаряется.

При показателе 500 градусов содержание паров в воздухе достигает критичных отметок. В то же время если имеется оцинковка, можно не волноваться. Правда, предельная температура не должна достигать отметки выше 200 градусов. Можно применять оцинкованный материал, так как он способствует усиленному смешению обтекающего устройство воздуха. Такого рода теплообменник неприменим для постоянного обслуживания, но чтобы согреть мансарду или баню - это оптимальный вариант.

Такой элемент можно установить легко и просто. Допускается его монтаж на простой буржуйке, фасад его облицовывают кирпичом, как и печь непосредственно.

Если выполнить укладку материала на ребро, конструкция не будет шаткой.

Предназначение элемента

Теплообменник используется для забора тепловой энергии, идущей через дымоход. Источником является нагретый воздух. Особенности конструкции агрегата зависят от:

формы и диаметра трубы;
материала изготовления;
мощности носителя и прибора, генерирующего тепло.

Выделяют воздушные и жидкостные модификации. Первая имеет более примитивное устройство, но не считается самой эффективной. Для нее требуется качественный материал.

Жидкостный теплообменник имеет форму металлического змеевика. Он контрастирует с внутренней плоскостью дымохода и отличается высоким показателем теплопроводности. Змеевик находится в корпусе из металла для безопасности применения и оптимального теплообмена. Его изолируют с внутренней стороны негорючим утеплителем. Чаще это базальтовая вата.

Теплообменники различаются по материалу, из которого они сделаны

Конструкция обустраивается на дымоходе. Через корпус проводят наружу края змеевика и подсоединяют к системе отопления. В верхней области устанавливается расширительный бачок. Трубка из меди лучше всего годится для изготовления змеевика. К тому же этот элемент отличается высоким КПД, а потому габариты у него в разы меньше, чем у стальных изделий.

Сначала идет нагрев жидкости с ее последующим расширением. После этого она перемещается по змеевику и направляется в радиатор. Здесь теплая вода вытесняет прохладный теплоноситель, нагрев которого осуществляется повторно в змеевике. Наблюдается постоянная циркуляция теплоносителя в системе.

Чтобы этот процесс проходил максимально точно, необходимо подсчитать диаметр и длину элемента, а еще в точности определить угол наклона обратки и подачи. Все эти особенности важно учитывать не столько ради того, чтобы устройство продолжало работать, сколько ради предотвращения гидроудара, последствия которого могут быть неблагоприятными. В то же время у описываемого вида теплообменника есть определенные минусы:

Проблемы при обустройстве и проведении расчетов.
Контроль температурного режима и показателей давления, носящий постоянный характер.
Значительный расход теплоносителя. Он вызван испарением влаги из расширительного бака . Зимой при использовании водяной системы приходится жидкость сливать.
Существенное понижение температуры отходящих газов, из-за чего топливо может сгорать не полностью с одновременным снижением тяги.

Невзирая на все эти недостатки, указанный теплообменник способен сделать всякий человек, который умеет обращаться с инструментом и обладает знаниями физики.

У подобного агрегата имеются минусы

Воздушное устройство

Такая конструкция включает металлический корпус. На нём установлены входные и выходные патрубки. Воздушный теплообменник на дымоход функционирует предельно просто. Холодный воздух идет в патрубке, после чего поступает в отапливаемую комнату из верхней области теплообменника.

Это происходит после его нагрева. Такая особенность обеспечивает большую эффективность устройства для генерации тепла и ощутимую экономию топлива. Сделать теплообменник на дымоход своими руками вполне возможно, имея болгарку и аппарат для сварки. Придется запастись еще и металлическими трубами. Понадобятся:

металлические листы размером 350×350×1 мм;
2 трубы по 50 мм в диаметре и еще одна длиной 2,4 м;
емкость из металла объемом 20 л.

Сначала на трубу дымохода изготавливают торцевые детали. Для этого вырезают в металлических листах окружности. Диаметр емкости должен совпадать с аналогичным показателем у заглушек. В их середине вырезают отверстия для проведения центральной трубы диаметром 60 мм. По краям наносят разметку и проделывают отверстия для трубы. В общей сложности должно получиться 2 окружности.

Разрезают трубу длиной 2,4 м на 8 фрагментов по 30 см в длину. На отверстие посередине заглушек приваривается фрагмент трубы диаметром 60 мм и длиной 300 мм. Приваривают 8 отрезков из нее по кругу.

Из подготовленной емкости дальше необходимо соорудить корпус теплообменника на трубу дымохода в баню или другое помещение. Для этого отрезают болгаркой дно тары. По центральной линии полученной трубы для выхода дыма делают отверстия с боковых частей корпуса. Сюда направляются патрубки подходящего диаметра и привариваются. Готовый сердечник вставляют в корпус и фиксируют его на кожухе сваркой. Когда конструкция будет готова, надо покрыть ее огнестойкой краской. Вслед за этим остается лишь поставить теплообменник на трубу дымохода для отопления.

Гофра и оловянная труба

Гофра представляет собой экономичный вариант. Берут 3 гофрированные трубы из алюминия и устанавливают вокруг дымохода. Воздух прогревается от стенок последнего. Его можно перенаправлять в любую комнату. Чтобы добиться максимальной теплоотдачи, можно заворачивать трубы в слой фольги.

Есть возможность установки своими руками теплосъемника, функционирующего по типу колпаковой печи. Теплый воздух направляется вверх, после чего медленно опускается. В большинстве случаев металлическая труба греется до такой степени, что прикосновение к ней может привести к ожогам. В указанном случае теплообменник на дымоход для отопления незаменим, так как он снижает вероятность появления таких травм, а также пожаров. Некоторые мастера практикуют облицовку сеткой с камнями. Это не только декоративный прием, но и способ удержать ещё больше тепла. Мансардное помещение становится теплым и уютным.

Труба на олове также обустраивается просто. Дымоход оборачивают ею, после чего она начинает нагреваться. Воздух, который циркулирует в такой трубе, становится тёплым. Аргоновой или полуавтоматической сваркой приваривают спираль.

Дымоход следует обработать ортофосфорной кислотой для удаления жира.

Обустроить хороший теплообменник на дымоход своими руками несложно. Надо запастись качественными инструментами и материалами. Создав такое приспособление самостоятельно, можно сделать жилище тёплым, а также сберечь немало денег.

Бережливость и экономия - это никак не признак жадности. Эти качества способствуют техническому прогрессу. Создаются самые разные устройства, которые упрощают жизнь и позволяют рационально использовать все ресурсы. Возьмем, к примеру, отопление. Благодаря желанию сэкономить и сберечь тепло в доме, была создана технология утепления. Это позволяет сделать дом теплым и уютным при минимальных затратах на отопление. Всем известно, что в коммунальной сфере огромное количество средств уходит именно на отопление.

Но это не единственный вариант, как можно сэкономить на отоплении. Если дом обогревается при помощи печного отопления, то можно установить теплообменник на трубу дымохода. Что это за устройство и как оно работает? Для чего оно нужно? Можно ли сделать его своими руками?

Предназначение теплообменника

Ни для кого не секрет, что из дома через разные источники уходит много тепла. Если посмотреть на фото ниже, то можно увидеть утраты в процентном соотношении.

Целых 14% приходится на дымоход. Это тепло могло бы остаться в доме. На первый взгляд, 14% от 100% немного. Но если выяснить сколько получается киловатт и умножить все это на отопительный сезон, то затраты могут ударить по кошельку.

В таких случаях устанавливают теплообменник на трубу дымохода для отопления. С ним КПД печи будет увеличен в разы, притом, что основные функции печки никак не пострадают. Для чего нужна дымоходная труба? Она в первую очередь отводит продукты горения (дым и газы). Они нагревают дымоход, он становится очень горячим. На фото видно, как выглядит печь и дымоход под тепловизором.

Бывает и такое, что температура дымохода близка к той, что находится в печи. Есть одна проблема - это тепло не аккумулируется. Эту большую температуру можно использовать рационально. Поэтому первым делом нужно думать не о том, как усилить тягу в дымоходе своими руками, а как использовать вырабатываемое тепло дымохода правильно. Именно этим занимается теплообменник.

Конструкция и принцип работы

Существуют разные конфигурации теплообменников, которые отличаются формой или конструкцией, но являются схожими. В основе теплообменника полый корпус, имеющий входной и выходной патрубок. Кожух оснащается тормозным механизмом, который используется для отработанных продуктов (дым, газ). Ниже приводится пример конструкции водяного теплообменника.

Теплообменник может иметь систему регулируемых клапанов, которые помогают добиваться эффективного соотношения теплообмена и тяги в дымоходе. Нормы безопасности с ними не будут нарушены. Получается, что благодаря теплообменнику можно нагревать воду или воздух в помещении. Очень важную роль играет сечение дымоходов в теплообменнике печного котла. В зависимости от него и выбирается размер теплообменника, материал и мощность.

Основная задача - аккумулировать тепло от дымохода и передавать его в помещение. Классификация всех теплообменников следующая:

водяные;
воздушные.

Воздушный теплообменник на дымоход имеет простую конструкцию, однако, не самый эффективный. Водяные изделия требуют качественного материала, сложнее в исполнении, но более эффективные. Подробней о видах мы поговорим дальше.

Используемый материал

Прежде чем сделать теплообменник на дымоход своими руками, нужно выбрать подходящий материал. Оптимальный вариант - пищевая нержавейка. Она хороша тем, что при высокой температуре металл не будет терять физических параметров. Сварочный шов получается крепким, а при реакции кислорода с никелем образуется защитная пленка. Она устойчивая к солям и кислотам.

Теплообменник на дымоход для отопления из цинка не так хорош. Нагреваясь до 200 градусов, материал испаряется. А когда отметка достигает 500 градусов, испарения выделяются в такой концентрации, что может быть опасной для человека. Но это не страшно, ведь не все печки могут выдавать такую температуру. Для постоянной эксплуатации он не подходит, но это хороший вариант теплообменника для банной печи на дымоход или для мансарды.

Водяной теплообменник

Это стандартная конструкция, для которой используется жидкий теплоноситель внутри, нагреваемый теплом от дымохода. Он выглядит как металлический змеевик, обвивающий трубу дымохода. Коэффициент теплопроводности довольно высокий. На фото видно, как он выглядит.

Чтобы увеличить теплообмен, а также в целях безопасности, эта конструкция помещается в корпус из металла. Он хорошо изолируется с внутренней части утеплителем, устойчивым к повышенной температуре. Обычно это базальтовая вата.

Теплообменник на дымоход нужно подсоединять с отопительной системой. Он устанавливается где-то на дымоходе и имеет на корпусе два конце змеевика для подсоединения. Сверху устанавливается расширительный бачок. Змеевик делается из медной отожженной трубки. Материал имеет очень высокий коэффициент теплопроводности. Он в 7 раз будет меньше, чем стальной.

Вода внутри нагревается и поднимается по трубе. Она самотеком подается в батарею для отопления. При этом холодная жидкость вытесняется и подается в змеевик обратно. Получается система отопления естественной теплоизоляции. Для этого важно рассчитать длину теплообменника, правильно создать угол наклона и т. д.

Обратите внимание! Для улучшения циркуляции можно установить насос.

Есть некоторые недостатки теплообменника такого типа:

Необходимость сложных расчетов и создания.
Большой расход теплоносителя. Он будет испаряться из расширительного бачка. А при использовании воды оставлять систему без отопления нельзя, так как при сильном морозе она может замерзнуть. Придется сливать ее.
Нужно постоянно мониторить температурный режим и давление в системе.
Температура дыма и газов в дымоходе будет уменьшаться. Это может привести к снижению тяги и неполному сгоранию твердого топлива.

Вот теперь то и придется задуматься, как увеличить тягу. Регулятор тяги дымохода делается своими руками. Из видео можно узнать все подробности.

Теплообменник воздушного типа

Воздушный теплообменник на дымоход своими руками имеет простую конструкцию. Он имеет металлический корпус, внутри которого есть входные и выходные патрубки. Принцип работы изделия простой и виден на этом фото.

Внизу находится холодный воздух. При поступлении в патрубки он нагревается и выходит из верхней части, нагревая помещение, в котором находится. В таком случае расход топлива уменьшается в 2-3 раза, так как помещение эффективней отапливается.

Обратите внимание! Теплообменник устанавливается в горизонтальном положении, как показано на фото. Но есть и варианты с вертикальным расположением.

Еще одно преимущество в том, что теплообменник на трубу дымохода делается своими руками. Нужна только подробная инструкция. Вот перечень инструментов и материалов для работ:

сварочный аппарат;
болгарка;
листовой металл, размерами 350х350х1 мм;
трубы разного диаметра;
отрезок трубы, диаметр которой 60 мм;
ведро из металла на 20 л или бочка.

Теперь можно приступить к пошаговому рассмотрению технологии создания:

Устанавливается теплообменник на трубу дымохода в баню, в дом или в другое помещение. С ним разница в отоплении будет ощущаться сразу. Посмотрите соответствующее видео, которое поможет справиться с работой своими руками.

Теплообменник из гофры

Еще один простой вариант утеплить мансарду или другое помещение. Конструкция состоит из трех алюминиевых гофрированных труб. Они обвертываются вокруг дымохода на мансардном или обычном этаже. Воздух внутри начинает нагреваться, и по системе труб направляется в любое желаемое помещение. Увеличить эффективность изделия можно, обвернув трубы пищевой фольгой.

Есть мастера, которые оборудуют конструкцию сеткой, устанавливают туда камни и украшают теплообменник. Это позволяет удерживать тепло. В открытом виде на мансарде такой вариант выглядит очень красиво и создает чувство уюта внутри. Получается, что создать теплообменник на трубу дымохода несложно, о чем свидетельствуют и отзывы. Даже новичок может справиться с этой задачей.

Заключение

Чтобы сократить потери тепла в доме и использовать вырабатываемое тепло от печи по максимуму, достаточно установить на дымоход теплообменник. Если есть желание, нужный материал и базовые навыки работы, то такая задача покажется легкой и вполне реальной. Зато после отопительного сезона вы увидите, насколько снизились затраты на обогрев дома.

Коэффициент полезного действия печного отопления и так не слишком велик. Зачем же позволять теплу отводимых дымоходом газов просто так уходить в атмосферу, не производя при этом дополнительную нужную работу? Для этого и изобретены теплообменные устройства.

Функции теплообменника в системах печного отопления

Принцип теплообменного аппарата заключается в том, чтобы отбирать тепло от уходящих через дымоход продуктов сгорания, и посредством различного конструктивного исполнения стальных пластин (или труб) возвращать его в обогреваемое пространство.

Существуют у теплообменника и более кардинальные возможности — например, сокращать количество воздуха, потребное для устойчивой работы печи. В таком случае его называют рекуператором и применяют для повышения эффективности работы твердотопливных котлов.

Поскольку продукты сгорания выходят через дымоход, то теплообменник целесообразнее всего устанавливать именно там. В самом простом случае предстоит изготовить и смонтировать змеевик из стальных труб, образующие которых должны плотно примыкать к внутренней поверхности дымохода. Чем меньше шаг змеевика и больше диаметр трубопровода, тем эффективнее окажется теплообменник.

Виды теплообменников

По виду используемого во вторичной цепи теплоносителя различают воздушные и водяные теплообменники.

Поскольку коэффициент теплопередачи для воды существенно выше, чем для воздуха, то и эффективность водяных теплообменников больше.

Однако при установке такого аппарата именно на дымоход придется удовлетвориться вторым вариантом, поскольку теплообменник придется монтировать снаружи, а использование воды как теплоносителя в данном случае сопряжено со значительными сложностями. Особенно, если теплообменник будет устанавливаться самостоятельно.

Варианты устройства и принцип работы теплообменных приспособлений

Выбор будет зависеть от того, проектируется ли печь с возможностью последующей установки теплообменника либо все работы придется начинать с нуля. В первом случае целесообразен вариант водяного теплообменника, устанавливаемого рядом с обычной нагревательной печью. Такой теплообменник будет включать в себя:

Собственно корпус аппарата.
Накопительный бак.
Верхний и нижний отводы из рабочего пространства печи.
Сливные краны теплообменника и системы.

Теплообменник на дымоход воздушного типа будет иметь совсем другую структуру:

Корпус, снабженный входным и выходным патрубками.
Система поворотных заслонок, которая будет регулировать скорость и давление отводимых продуктов сгорания.
Элементы крепления корпуса в дымоходе.

Наличие поворотных заслонок, хотя и потребует более внимательного управления теплообменником во время его функционирования, взамен позволит увеличивать эффективность теплоотдачи уходящими газами вследствие направленного изменения путей их перемещения по дымоходу.

Выбор материалов для теплообменника

Поскольку дымовые газы, проходящие по дымоходу, имеют температуру до 300-350°С, то использование для изготовления корпуса обычной стали не годится. Долговечны теплообменники из нержавеющей стали (наиболее популярна марка 08Х18Н10 или AISI 304). Если финансовые возможности не позволяют сделать такой выбор, можно обойтись и оцинкованной сталью.

Однако при температурах более 200-250°С долговечность корпуса начнет уменьшаться. Более того, при дальнейшем повышении температур цинковое покрытие начинает интенсивно испаряться и в некоторых случаях может подсасываться внутрь жилых помещений, что очень опасно для здоровья.

Вместе с тем, второй вариант будет весьма целесообразен, если печь установлена в загородном доме и не предназначена для долговременного использования.

Способы установки теплообменника в дымоходе

Проще всего монтировать корпус под имеющиеся размеры дымохода, когда печь не работает. Внутри дымового канала монтируется корпус, с таким расчетом, чтобы уменьшение проходного отверстия не превысило 40%. Конечно, при этом возрастает тяга и более интенсивно протекает теплообмен, но и управлять таким процессом окажется намного сложнее.

Можно также прикреплять теплообменник и к печи, а потом обложить огнестойким кирпичом. Поскольку особых нагрузок на аппарат нет, то и кладку кирпича обычно производят «на ребро». Эффективность теплообменника будет зависеть от стенок корпуса — при увеличении их толщины аппарат разогревается медленнее, но зато затем работает более стабильно. В этом случае также снижаются потери на образование конденсата.

Стадии монтажа теплообменника своими руками

Внутри дымохода прокладывается змеевик из тонкостенных медных труб (менее удачный вариант — трубы из нержавеющей стали), по которым впоследствии будет прокачиваться воздух. Шаг труб выполняют таким, чтобы расстояние между осями смежных витков были не менее четырех-пяти диаметров трубы. При больших значениях происходят ненужные потери тепла, а при меньших увеличивается расход медных труб и проявляется эффект экранирования, следствием которого является перегрев трубопроводов.

На видео показано изготовление теплообменника на дымоход своими руками

Приваривание змеевика производится аргоновой сваркой. Пайка не годится из-за повышенных (против обычно рекомендуемых для паяных конструкций) температур эксплуатации труб.

Гофровые насадки — самая простая конструкция теплообменника

Еще более конструктивно просто (хотя и менее привлекательно) теплообменник для целей отопления можно соорудить из гофровых стальных труб. Ими просто обвивают наружную поверхность дымохода, а для последующего перенаправления горячего воздуха в другие помещения дома можно использовать имеющуюся систему внутренней вентиляции. Теплосъем увеличится, если гофровые насадки сверху покрыть теплоизолирующим фольговым материалом.

Наличие теплообменника всегда выгодно, потому что позволяет использовать для целей отопления индивидуальных домов печи или котлы сравнительно небольшой мощности, и, следовательно, с меньшим расходом топлива. Вдобавок будет продлен срок службы дымохода, который станет более эффективно охлаждаться.

Теплообменники – устройства, в которых тепло передается от одного вещества другому. В банных печах энергия горячего воздуха передается воде, которая находится внутри. Второе название таких устройств – водяной контур. Сами эти устройства могут быть разных форм и типов. Использоваться могут как для организации водяного отопления, так и для получения горячей воды.

Для нагрева воды в банных печах чаще встречается небольшой бак или металлическая изогнутая труба (змеевик), расположенные внутри топки, но не имеющие непосредственного контакта с огнем. Есть еще один вид – водяные рубашки.

Принцип работы водяного теплообменника строится на том факте, что вещество (в данном случае вода) более высокой температуры поднимается вверх. Так как система представляет собой замкнутый контур, то происходит постоянный круговорот воды: горячая поднимается вверх по одной трубе, на ее место приходит холодная по другой. Таким образом, постепенно происходит повышение температуры во всей системе. Время нагрева при этом зависит от многих факторов:

от исходной температуры (зимой, когда жидкость холодная времени требуется больше);
объема воды в системе;
мощности печи и интенсивности горения.

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.

Змеевик может располагаться не только внутри топки, но и снаружи. Обматывать печку вряд ли стоит, а вот металлический дымоход греть воду будет достаточно эффективно. Ведь если печь без камеры дожига, то температура на выходе топки может быть до 500 о С. Пример такого теплообменника на трубе смотрите на фото.

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).

Простейший вид теплообменника для банной сети — изогнутая трубка с резьбой на концах

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 можно выделить место и под регистр.

Иногда теплообменник выполнен в виде небольшой емкости с водой (объем до 3-х литров), который также располагается внутри топки без непосредственного контакта с огнем. Принцип его работы ничем не отличается от других. Чтобы служил такой бачок-теплообменник дольше, при изготовлении своими руками, постарайтесь сделать конструкцию так, чтобы было как можно меньше сварных швов. Например, возьмите лист нержавейки (толщины 1-2 мм достаточно) и на листогибе придайте требуемую геометрию. На корпусе шов будет всего один, плюс приварены будут боковые панели и входные патрубки.

Теплообменник для банной печи фирмы «Ермак» — уникальная конструкция

Изготавливая любой из теплообменников, расположенных внутри топки, нужно помнить, что отбирать без ущерба для обогрева помещения они могут не более 10% мощности печи. Так что чересчур большие регистры делать нерационально. Их и разместить сложно и они отрицательно скажутся на температуре воздуха в парной. Лучше рассчитать систему так, чтобы можно было за все время посещения бани подогреть воду несколько раз: вам ведь не нужны сразу 150 литров кипятка? Сначала надо немного горячей воды чтобы запарить веники, потом чуть больше, чтобы помыться перед парилкой, и затем еще некоторое количество, чтобы ополоснуться. В результате, нужны, может и 150 литров горячей воды, но порциями. Так зачем делать систему на 150 литров и ждать несколько часов, пока она будет приемлемой температуры, если можно сделать бак на 50-70 литров и несколько раз нагреть в нем воду, которая будет расходоваться по мере необходимости…

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.

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.

Теплообменник открытого сифонного типа

Очень интересный и эффективный вариант нагревать воду на печи, но, к сожалению, не очень распространенный. В печь вваривается наклонная труба, запаянная на конце. Ее второй конец — открытый срез — приварен в нижней части бака с водой. Когда вода налита в бак, часть ее попадает в трубу, расположенную в печи, где она нагревается вплоть до кипения. Выделяющийся при кипении пар пузырьками поднимается вверх. Попав в холодную среду пузырек лопается, передавая значительную часть тепла окружающей воде. Кроме того перенос тепла происходит за счет все той же конвекции (движения горячей воды вверх, а холодной вниз).

Одно из практических воплощений такого теплообменника представлены на фото. Конструкция несколько изменена, но принцип остался тот же.

В этом варианте бак располагается на подставке в соседней комнате. В стене и в одном боку печи проделано отверстие (печь стоит боком). Длина трубы такая, что она чуть не достает до противоположной стенки топки. Труба на конце запаяна, отверстие в печи немного большего размера, чем диаметр патрубка, не заизолирован и не уплотнен. Входное отверстие расположено достаточно низко – прямо на этот необычный теплообменник накладываются дрова, а затем после прогорания при необходимости на нее нагребаются угли.

Владелец такого водяного теплообменника сифонного типа уже более 6 лет использует данный агрегат. Говорит, что дым не попадает в помещение. Иногда, если в парилку чересчур резко закрыть дверь, может небольшая порция дыма вырваться, но это случается очень редко и не приносит каких-либо неприятностей. Бак не рекомендует делать большим – удобнее несколько раз заливать воду, чем ждать, пока нагреется большой ее объем. Бак на фото имеет объем порядка 50 литров.

Чем и как соединять выносной бак и теплообменник

Хотя температура воды в теплообменнике при любой его конструкции не поднимается выше 100 o C, патрубки могут нагреваться до более значительных температур – они контактируют со стенкой печи. Потому желательно примерно 40-50 см от них устанавливать металлические трубы. Наверное, все та же нержавейка будет предпочтительнее: черный металл будет ржаветь, медь и алюминий – возможно, но достаточно проблематично. Далее можно использовать металлопластиковые трубы для горячей воды, возможно использование гофрированных или гибких шлангов в обмотке (которыми подключают бойлеры). Диаметр — дюймовые или ¾ дюйма. Меньший нежелательно – вода будет плохо циркулировать: в теплообменнике будет кипеть, а в баке останется холодной.

Для уплотнения резьбовых соединений применяйте специальные средства, которые выдерживают высокие температуры (например, тангит). При использовании фитингов стандартные прокладки заменяйте самодельными из паронита.

Подсоединяя теплообменник на трубе или в печи с выносным баком, обязательно сделайте в самой нижней точке системы кран для слива. Он пригодится, когда будете консервировать систему на зиму: чтобы все не разорвало от замерзшей воды, ее (воды) не должно остаться ни капли. Если же баня у вас отапливаемая, кран все равно нужен — если вода застаивается, она приобретает неприятный запах.

Еще один нюанс: трубы на горизонтальных участках должны иметь небольшой уклон в сторону печи. Нюанс небольшой, но на работоспособности системы сказывается очень сильно. Потому обеспечьте небольшой наклон (1-5 градусов).