Теплообменник в печи что это

Теплообменник в печи что это

Решать вопрос нагрева воды для помывки в бане можно различными способами, в том числе и путем установки электрического бойлера. Зато когда в бане планируется поставить хорошую дровяную печку, то никакое дополнительное оборудование для этой цели и не требуется. Достаточно подобрать и приобрести готовый отопитель с теплообменником либо изготовить последний самостоятельно. Разобраться в вопросах, зачем нужен теплообменник для бани и каким образом его правильно смонтировать, призвана помочь данная статья.

Для чего нужен теплообменник?

Подавляющее большинство конструкций банных печей не способствует экономии древесного топлива. Это объясняется специфическими требованиями к ним, а именно:

  • парная должна протапливаться за возможно короткое время до высокой температуры;
  • печка не может занимать много места;
  • наличие каменки – обязательно;
  • режим работы отопителя – периодический.

Исходя из перечисленных требований, печи для бани конструируются таким образом, чтобы быстро достигать высокой температуры в топке и поддерживать ее в течение определенного промежутка времени. При этом много неиспользованного тепла попросту уходит в атмосферу через дымоходную трубу. Грех не пустить эту тепловую энергию на подогрев воды для помывки или даже отопления смежных с парилкой помещений.

Примечание. Исключением являются кирпичные колпаковые печи Кузнецова, предназначенные для бань. Продуманная конструкция позволяет существенно экономить дрова, печь долго держит тепло и к тому же обогревает соседние помещения. Существуют и модификации с применением водяного теплообменника.

Одно из самых простых решений – это использовать тепло, выделяемое при сжигании древесины. В настоящий момент на рынке предлагается множество моделей печей со встроенным змеевиком. Если же отопитель без водяного контура уже установлен и функционирует, ничто не мешает оборудовать его самодельным или заводским теплообменником. Тогда не придется тратиться на бойлер и потом платить за электроэнергию.

Принцип работы

По принципу действия устройства для подогрева воды делятся на 3 типа:

  • змеевик, встраиваемый внутрь отопителя;
  • наружный теплообменник в бане в виде прямоугольного бака, нагреваемого прямо от стенки печи;
  • наружный водяной контур, отбирающий теплоту дымовых газов.

Примечание. Существуют модели, где в тело печи встроен не змеевик, а бак для воды из нержавейки. Их принципы действия аналогичны.

В первом случае теплообменник представляет собой змеевик из стальной трубы, встроенный прямо в топливник. Его располагают таким образом, чтобы труба не подвергалась прямому воздействию пламени, то есть, находилась вне зоны самой высокой температуры. Желательно, чтобы элемент стоял на пути отходящих продуктов сжигания топлива, тогда он не прогорит и прослужит достаточно долго. Встроенный змеевик для нагрева воды на выходе имеет патрубки для присоединения труб, ведущих к выносной накопительной емкости.

В подобных теплообменниках вода прогревается довольно быстро, но при этом назвать процесс эффективным никак нельзя. Ведь нагреватель отбирает тепло напрямую из топки, тем самым уменьшая мощность отопителя. Парная прогревается дольше, соответственно, дров уходит больше. Раскаленные дымовые газы как вылетали в трубу, так и продолжают беспрепятственно вылетать, КПД агрегата остается очень низким (не более 50%).

Примечание. Исключением из этого правила считаются кирпичные банные печи с теплообменником и несколькими ходами движения дымовых газов, обогревающие предбанник и моечную.

Наружный навесной бак из нержавеющей стали – это еще один вариант передачи печного тепла воде. Обычно он подвешивается к одной из боковых стенок топливника и нагревается за счет инфракрасного излучения от нее. Способ привлекает своей доступностью в реализации, но не очень удобен в эксплуатации. Помимо недостатка с прямолинейным отбором теплоты, описанным выше, подвесной бак вдобавок требует постоянного добавления холодной воды.

Устройства отбора теплоты у дымовых газов

Следует отметить, что даже самый простой водяной теплообменник на трубу резко повышает эффективность сжигания топлива до 60%. Фокус в том, что данное устройство никак не влияет на функционирование самой печки, не увеличивает время протапливания парной и расход дров. Главное достоинство таких теплообменников заключается в том, что они отбирают тепловую энергию продуктов сгорания, понижая их температуру.

Данный принцип работы теплообменника используют многие производители металлических банных печей, устанавливая бак для воды открытого типа прямо на дымоходную трубу. Этот вариант популярен ввиду своей доступности, но не очень удобен. Причина – все тот же долив воды по мере ее использования или испарения вследствие закипания.

Наконец, самый лучший со всех точек зрения вариант – банная печь с теплообменником на дымоходе в виде проточного нагревателя небольшой вместительности (от 5 до 10 л). К нему, как и ко встроенному в печь змеевику, через патрубки присоединяется система с выносным резервуаром – накопителем. Объем выносного бака составляет 60—120 л в зависимости от мощности отопительного агрегата. За время протапливания вода в емкости достигает необходимой температуры для помывки.

Читайте также:  Стеллаж из ящиков для овощей

Кроме перечисленных, существуют и комбинированные модели, где печь для бани с теплообменником, встроенным в топку, имеет еще и бак на дымоходе. Причем эти элементы соединены между собой трубопроводами, то есть, в контуре нагрева задействован не один нагреватель, а целых два. Соответственно, такой вариант вобрал в себя все преимущества и недостатки разных модификаций. Опять же, данной печке все равно потребуется отдельная накопительная емкость поскольку вода в баке закипит достаточно быстро.

Установка теплообменника

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

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

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

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

Немного о подключении

Устанавливая теплообменник в печь, надо усвоить, что она в первую очередь предназначена для протапливания парной, а подогрев воды – функция второстепенная. Управлять двумя процессами одновременно невозможно, парилка в приоритете, поэтому воде в баке или змеевике ничего не стоит закипеть. Значит, надо обеспечить хороший отбор тепла или достаточную накопительную емкость. По этой же причине не рекомендуется применять в подобных системах циркуляционные насосы, течение горячей среды должно быть естественным.

Имея теплообменник типа змеевика или экономайзера, надо поставить в баню выносной бак, подвесив его выше уровня печи и соединив трубами, как показано на схемах:

Для монтажа системы можно применять как металлические, так и полимерные трубы, исключая полиэтиленовые. Диаметры трубопроводов для самотечных сетей следует принять не менее размеров патрубков нагревателя, а лучше – на один типоразмер больше. При этом расстояние от бака до печи не должно превышать 3 м.

Заключение

Печи для бань с водяным контуром весьма популярны, потому часто на рынке можно подобрать не только готовые изделия в комплекте, но и специальные теплообменники, что легко встраиваются в отопитель. Также при желании есть возможность усовершенствовать схему подключения, присоединив к ней трубопровод подпитки холодной воды.

Каждый, кто выбирает банную печь, стоит перед огромным выбором: и дровяные печи есть, и газовые, и электрические, и для маленьких парных, и для больших, и с теплообменником и без. Для своей родной баньки хочется выбрать что-то максимально практичное, удобное, качественное и просто приятное глазу.

Это раньше люди ставили в баню самую обычную печь и чан с водой, которая нагревалась во время прогрева парной, тут же и парились, и мылись, и отдыхали. А сейчас в цене комфорт и Ваше время, поэтому мы предлагаем более практичные и универсальные решения.

Если вы планируется использовать баню не только для того, чтобы попариться и хорошо провести время, но и соблюсти гигиену, то вам, конечно же, нужна горячая вода. Но для этого не нужно ставить водонагреватель. Мы предлагаем вам простой вариант — печь со встроенным теплообменником, который исполняет роль водонагревателя.

Такие печи идеально подойдут для тех, у кого в бане есть комната отдыха, моечное отделение, парное Решать вопрос нагрева воды для помывки в бане можно различными способами. Но если вы планируете поставить в бане хорошую печку, дровяную или газовую, то никакое дополнительное оборудование для этой цели и не требуется.

Читайте также:  Побелка потолка мелом своими руками валиком

Существует несколько видов теплообменников. Например, часто распространенный вид — змеевик. Или соединение двух металлических емкостей: цилиндра и параллелепипеда. Теплообменники бывают навесные и встроенные. Навесные теплообменники называют — теплообменниками самоварного типа.

Навесные теплообменники нагреваются посредством выбрасываемых в дымоход газов. Вода быстро нагревается в баке и остается горячей на протяжении всего времени топки бани. При обустройстве дымохода вначале устанавливают теплообменник самоварного типа, а затем уже дымоотводную трубу. Обязательно нужно следить за наличием в теплообменнике воды, поскольку в сухом состоянии он может перегреться и потерять свои герметические свойства. Недостаток такой конструкции заключается в том, что она довольно громоздкая + требует дополнительных финансовых вложений.

Печи со встроенными теплообменниками это более практичный вариант для нагрева воды в баке расположенном в соседнем с парилкой помещении — помывочной. Встроенный в конструкцию печи теплообменник имеет вид герметичного плоского бака разной емкости (зависит от модели печи). В этот резервуар вварены два патрубка с нарезанной на их концах резьбой. К ним присоединяются водопроводные трубы, ведущие к выносному баку большого объема (до 100 л). В печи теплообменнику отведено место непосредственно внутри топки. Необходимо именно перед началом топки печки заполнять систему водой, поскольку разогретый сухой теплообменник под воздействием высокой температуры от горящего пламени деформируется и потеряет свою герметичность и начинает просто протекать. Встроенный теплообменник позволяет экономить на топливе, т.к. нагревается за счет тепловой энергии, идущей на обогрев парилки и камней.

Основные достоинства печи со встроенным теплообменником:

  • Эффективность и скорость нагревания встроенного теплообменника значительно выше по причине установки его непосредственно в топке.
  • Значительно экономится пространство парилки за счет идеального сочетания отопительного прибора и нагревателя воды.
  • Бак, в котором нагревается вода, может быть удален на существенное расстояние от печки.
  • Устройство используется в бане, как для нагрева воды, так и для создания высокой температуры, а также образования пара в парилке.

Компания TMF предлагает разные варианты печей со встроенными теплообменниками: дровяные печи «Ангара 2012», «Гейзер», «Тунгуска», «Аврора», линейку газовых печей «Таймыр» и другие.

Любой человек, решивший строить собственный дом, всегда озабочен проблемой его отопления, поскольку, в конечном итоге, именно оно является залогом комфортной жизни семьи.

Традиционным способом согреть дом в нашей стране всегда являлась кирпичная печь, которая и в наше время не теряет свою популярность. КПД различных типов печей может отличаться в разы: от 35% в случае русской печи до 80% у печи Колпакова. Но при этом хорошему хозяину всегда хочется максимально увеличить полезную отдачу отопительного агрегата.

Лучшим способом это сделать является монтаж во внутреннем объеме печи теплообменника, который, поглощая тепло продуктов сгорания, способствует более полному использованию мощности печи и позволяет обогревать весь дом равномерно, независимо от того, где именно находится печь.

Виды теплообменников

Самым известным видом теплообменника является змеевик. Но эта форма не является догмой и подходит далеко не для всех печей. Поэтому в каждом отдельном случае конструкция и форма теплообменного узла может решаться по-разному.

Для принятия правильного решения необходимо учесть три основных фактора:

  • Теплообменник не должен мешать загрузке топлива в печь и не должен препятствовать его горению.
  • Среди геометрических размеров агрегата важными являются два: габариты теплообменника должны соответствовать размерам печи; нельзя превышать максимальный перепад между входом в теплообменник холодной воды и выходом горячей воды, иначе он будет работать неэффективно.
  • Максимальная площадь поверхности теплообменника.

По месту расположения все теплообменные устройства можно разделить на два типа:

  1. Внешний теплообменник – располагается возле дымохода и чаще всего представляет собой герметичную емкость, «опоясывающую» дымоход. Нагрев жидкости происходит за счет тепла удаляемых продуктов сгорания.
  2. Внутренний теплообменник – емкость, расположенная прямо в топочной камере печи или находящаяся в непосредственной близости от нее.

Конструкции теплообменников

Поскольку теплообменное устройство почти каждый раз выполняется индивидуально, то нет каких либо конкретных типоразмеров или строго регламентируемых форм. Фактически, это индивидуально изготовляемое устройство, поэтому размеры варьируются достаточно широко.

Что касается форм, то наиболее часто используемыми являются следующие конструкции:

  • Теплообменник из листовой стали. Для его изготовления потребуются следующие материалы: сталь листовая, стальной профиль прямоугольного сечения 60*40 мм (50*40 мм) и труба диаметром 40 – 50 мм для организации подвода и отвода воды в контур.
Читайте также:  Телевизор samsung 7000 серии

Из профиля с помощью сварки изготавливают две части: квадратную – для задней части теплообменника и П-образную – для передней. В задней торцевой части прорезают два отверстия для приваривания труб отвода и подвода воды. Стальными листами соединяют заднюю и переднюю части как сверху, так и по бокам. Они образуют стенки теплообменника.

  • Теплообменник из труб. Передняя и задняя его части изготовлены так же, как и в предыдущем случае.

Роль же боковых и верхней части агрегата выполняю водяные трубы. Их вваривают в отверстия, сделанные в стенках прямоугольного профиля. Трубы ввода и отвода воды также располагаются в задней П-образной стенке теплообменника.

  • Еще один объемный теплообменник из круглых труб представляет собой конструкцию, размещенную непосредственно в топочной камере, буквально «прилипшую» к ее стенкам.

Она представляет собой два замкнутых контура из труб – верхний и нижний, которые располагаются, соответственно, около «дна» топки и возле ее «потолка». Между собой они соединены вертикальными участками труб, расположенных возле стенок топочной камеры.

  • Плоский регистр из труб представляет собой простую и эффективную конструкцию, которую несложно расположить в любой печи.
  • Теплообменник из секций чугунного радиатора. Может состоять как из одного, так и из двух рядов секций.

К системе отопления такую конструкцию присоединяют, используя резьбовые соединения. Так как подобное устройство является довольно габаритным, его размещают не в топливной камере, а в печном колпаке или в дымоходе. Роль играет также и материал теплообменника – чугун, который не любит резких перепадов температуры, возникающих при одновременном контакте стенки регистра с холодной водой и огнем, поэтому размещать его лучше подальше от места непосредственного сгорания топлива.

Что нужно предусмотреть и учесть

При размещении теплообменника в печи нужно учитывать следующее:

  • Теплообменник лучше устанавливать вовремя кладки новой печи. Если это делают при переделке старой печи, то объем топливника уменьшается, что ведет к быстрому и неполному прогоранию топлива, что снижает КПД печи. В случае с новой печью размер топливника легко подгоняется под размер теплообменника и проблем не возникает.
  • Теплообменное устройство нужно монтировать после устройства фундамента печи и только после этого производить обкладку печи кирпичом.
  • Необходимо оставлять зазор между стенками топливника и теплообменником. Если последний сдан из труб, то размер зазора должен составлять не менее 10-15 мм, если материалом теплообменника является листовая сталь, то достаточно и 5 мм. Зазор необходим для компенсации температурных расширений металла.
  • Для изготовления теплообменника лучше использовать качественный металл толщиной не менее 2,5 — 5 мм. Использование более тонкого материала чревато прогоранием теплообменника и необходимостью разбирать печь для его ремонта.
  • В качестве теплоносителя можно использовать не только воду, но и антифриз.
  • После изготовления теплообменника необходимо испытать его на прочность под давлением. Это позволит убедиться в надежности сварных швов.
  • Для изготовления теплообменника лучше использовать жаропрочную нержавейку, хотя она и дороже обычной стали в несколько раз. В конечном итоге эти затраты будут оправданы безопасностью и долговечностью работы печи и системы отопления.

Безопасная эксплуатация печи с теплообменником

Для безопасной эксплуатации нужно строго выполнять следующие правила:

  1. Никогда не заполняйте теплообменник холодной водой тогда, когда печь уже разогрета. Сделайте это заранее.
  2. В местах соединения теплообменника и водопроводных труб нужно использовать только те уплотнители, которые предназначены для эксплуатации в условиях высоких температур.
  3. Не стоит крепить отводящие трубы на неподвижные крепления. Тепловое расширение металла вызывает изменения линейных размеров труб, что может привести к расшатыванию креплений.
  4. Конструкция и размеры теплообменника должны быть такими, чтобы устройство не влияло отрицательно на мощность печи. Поэтому процент отбираемого тепла должен составлять не более 10%.
  5. Нужно учитывать, что размещение в печи теплообменника вдет к постоянному охлаждению топки, поэтому, вследствие неполного сгорания топлива образуется много сажи. Поэтому дымоход нужно чистить чаще.
  6. Для обратки системы отопления нужно применять трубы меньшего диаметра, чем для подачи. Это делается для того, чтобы снизить скорость циркуляции и вода успевала остыть в помещении, а не возвращалась в печь горячей.
  7. Если печь находится в доме, который эксплуатируется только сезонно, то нужно предусмотреть возможность полного слива воды из системы и теплообменника. Это предотвратит разрывы труб при замерзании в них воды.

Использование теплообменника не только повышает эффективность работы печи, но и обеспечивает равномерный прогрев всех удаленных от нее помещений дома.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector