Какой принцип работы теплообменника на трубу в бане. Принцип работы

Какой принцип работы теплообменника на трубу в бане. 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.

Для чего нужен теплообменник в бане. Три типа теплообменников: внутренний, внешний и бак-регистр

Все представленные устройства принципиально отличаются между собой по способу установки.

Внутренний

Как не сложно догадаться, устанавливается непосредственно в топке печи. Тут могут быть два варианта – либо производитель сразу выпускает печь для бани с теплообменником, либо предлагает покупателю самому решать – нужен ему встроенный теплообменник или нет.

Во втором случае обладатель печи для бани лично покупает и устанавливает девайс. Важно, что устройство может быть только «родным», созданным производителем печи и подходящим к конкретной модели. Конечно, если в выбранной печи производитель в принципе предусмотрел возможность установки теплообменника.

На

Внешний

Устанавливают снаружи – на стенку топки печи или каменку. Теплообменник этого типа всегда докупают отдельно. Универсального решения здесь нет – нужно выбирать модель того же бренда, что и печь.

На нашем сайте сайте такие печи помечены в характеристиках "Теплообменник (докупается отдельно)"

Бак-регистр на трубе

Такой теплообменник для печи в баню устанавливают на дымоход – в качестве его первого элемента. Бак-регистр представляет собой универсальный теплообменник для банной печи – он подходит для любой модели независимо от бренда. Это не удивительно, учитывая, что это устройство, по сути, является в большей степени частью дымохода.

Встроенный теплообменник в банной печи. Всё о теплообменниках TMF

Теплообменник служит для нагрева воды в бане. Его принцип работы основан на физических свойствах горячей воды расширяться и подниматься вверх, а холодной воды оставаться внизу.

Обычно теплообменники небольшого размера, вода в них быстро нагревается. К теплообменнику присоединяется две трубы – снизу и сверху. Таким образом, горячая вода по верхней трубе, вымещаемая снизу холодной водой, поднимается в бак для воды, который может находиться как в парилке, так и в смежном помещении, как правило – в мойке. При этом холодная вода по нижней трубе постоянно самостоятельно добавляется в теплообменник для нагрева в нём. Никаких дополнительных механизмов и насосов, двигателей и моторчиков – голая физика!

Компания TMF выпускает два вида теплообменников для нагрева воды в бане:

1. Встроенный теплообменник, устанавливаемый внутри банной печи TMF;

2. Теплообменник «самоварного» типа Костакан , устанавливаемый на дымоход печи и использующий для нагрева воды тепло выходящих в трубу газов (приобретается отдельно от печи).

Все теплообменники TMF изготавливаются из высоколегированной жаростойкой стали с содержанием хрома не менее 13%.

Банные печи TMF с встроенным теплообменником

Сокращение ТО в названии банной печи TMF означает наличие встроенного теплообменника. Благодаря новой конструкции вода в теплообменнике нагревается непосредственно пламенем, а не через стенку печи, что значительно сокращает теплопотери, расход топлива и время нагрева воды.

Банные печи TMF с встроенным теплообменником имеют на боковых стенках симметричные отверстия. С одной из сторон печи внутри топки устанавливается теплообменник, отверстия на противоположной стенке закрываются термостойкими заглушками.

Для монтажа системы нагрева воды по этой схеме Вам понадобятся:

1. Банная печь TMF с встроенным теплообменником, например, печь Ангара 2012 Inox Витра ЗК ТО Антрацит .

2. Соединительные трубы выбирайте с рабочей температурой эксплуатации не менее 95 °С и присоединительной резьбой G ¾.

3. Бак TMF «Байкал» выносного типа выпускается объемом 42/52/68/75/80л.

4. Три крана: для разбора горячей воды (6), для слива воды из системы (9) и трехходовой кран (7). Трехходовой кран присоединяется к трубе горячей линии и служит для разбора горячей воды до её попадания в бак, т.е. тогда, когда в баке вода ещё не нагрелась, а срочно надо кипяточку, например, чтобы венички залить.

Банные печи TMF с встроенными теплообменниками

Посмотреть все банные печи TMF с встроенными теплообменниками можно здесь . На этой же странице в фильтре слева Вы можете выбрать необходимый объём парилки, дровяные или газовые банные печи, материал топки - это может быть конструкционная сталь Carbon или хромсодержащая сталь Inox, конструктивную возможность топить печь непосредственно из парилки (короткий топливный канал) или печи, оснащённые удлинённым топливным каналом для топки из смежного помещения, а также цвет печи и дизайн дверцы - стальная дверца или дверца со светопрозрачным стеклом Витра.

Теплообменник для банной печи TMF на дымоход

Если Вы хотите увеличить КПД своей банной печи и использовать для нагрева воды тепло уходящих в дымовую трубу газов, Вам подойдёт теплообменник «самоварного» типа «Костакан» . Названный в честь озера на Камчатке, он имеет увеличенный объём и позволяет быстро нагревать воду в баках большого литража. Теплообменник «Костакан» устанавливается обычно первым элементом дымохода, чтобы снять тепло с самых первых горячих газов, а также для соблюдения разницы высот между теплообменником и баком.

Теплообменник «Костакан» выпускается в 4 модификациях для разного диаметра дымохода: Ø115 – 8л, Ø120 – 8л, Ø140 – 9л, Ø150 – 9л; присоединительная резьба у всех стандартная – G ¾.

Как видите, монтаж системы нагрева воды с выносным теплообменником идентичен монтажу системы нагрева воды с использованием банной печи с встроенным теплообменником.

Для эффективной работы системы нагрева воды, разница высоты между теплообменником и баком должна быть существенной - минимум 30см между верхним штуцером теплообменника и дном бака. Бывает, что соблюсти это требование не просто, так как потолки в банях невысокие, теплообменник установлен на печи достаточно высоко, а большинство баков для воды вертикальные.

Принцип работы теплообменника в бане. Что это такое

Теплообменник для бани представляет собой устройство, передающее тепло, поступающее от горячей воды, вверх по патрубку. В основе работы конструкции лежат свойства жидкости. Нагреваясь, горячая вода в бане через теплообменник перемещается по трубе в бак, расположенный в парилке. Прохладная жидкость поступает для подогрева, замещая снизу освободившееся пространство. Теплообменник в печь часто бывает небольшим. Это позволяет жидкости нагреваться с большой скоростью. Два участка трубопровода расположены внизу и вверху устройства.

Теплообменник для печи располагается в парилке, существуют способы размещения устройства моечного отделения. Вода поступает самостоятельно вдоль нижней трубы, обеспечивает при выходе рабочую температуру для мытья. Теплообменник для банной печи можно купить недорого, вмонтировав конструкцию в печку. Отсутствие примыкающих устройств не нарушит общий стиль обустройства помещения. Теплообменник, установленный на трубу дымохода в баню значительно экономит пространство.
Способы подогрева воды в бане от печи

Теплообменник для печи в баню может устанавливаться везде, на выбор хозяина, если правильно выбрать модель. Устройство предусматривает разные способы подогрева воды:

• Модель типа «самовар» располагается на дымоходе. Теплый дым, проходит по трубе, нагревает при этом воду. Кран крепится к резервуару с теплой жидкостью. Вариант нагрева подходит для отделения в бане, где расположен душ.
• Печь с теплообменником для бани типа «самовар» небольшая, допускает расположение резервуара в моечном отделении. Устройство подогревает воду.
• Теплообменник в баню располагается на дымоходе.
• Резервуар плюс дымоотвод предполагают теплопередачу, при которой внутренняя энергия перемещается потоками воды. Теплообменники для печей без регулируемого теплообмена устанавливают в парилке. Подогрев осуществляется при соприкосновении со стеной трубы дымохода. Модель не защищена от жара, что может привести к закипанию жидкости в баке.

Дымоход – конвектор со встроенным нагревателем монтируется в печку, а также расположен вблизи дымохода. Бак присоединяется патрубками с регистром для банной печи внутри трубопровода.

Теплообменник в печь для отопления купить необходимо, основываясь на выборе определенной модели с особенными техническими характеристиками. Выбирайте конструкцию, которая располагается внутри печки по инженерным соображениям. Она имеет лишь один недостаток — накопление накипи. Вблизи дымохода вода нагревается медленно, но высокий КПД и существующая возможность быстрого ремонта могут стать аргументами для принятия решения о приобретении устройства.

Теплообменник для бани. Разновидности печей для бани с теплообменником

Печи для бани с теплообменником отличаются между собой местом установки такого теплообменника и особенностями его эксплуатации.

• Внутренний теплообменник размещается прямо в топке печи.

Однозначный плюс такого размещения в том, что теплообменник будет быстрее нагреваться сам и, соответственно, быстрее нагревать воду в баке. Иначе говоря, это самый лучший вариант с точки зрения эффективности. Пример печи с внутренним теплообменником — печь для бани “Ермак” .

Рис 3. У Ермака теплообменник находится внутри топки печи

Но есть и минусы. Ввиду того, что теплообменник находится в агрессивной среде, он быстрее будет выходить из строя. В таком случае его нужно будет заменить, но заменить на аналогичный. То есть убедитесь, чтобы ТО обязательно был “родной” — того же производителя, что и печь. “Чужой” ТО с высокой долей вероятности не подойдет под установочные места вашей печи. И еще один момент, пусть незначительный, но… При замене теплообменника будьте готовы изрядно испачкать руки, ведь придется добираться внутрь топки.

• Внешний теплообменник — размещается за пределами топки печи. Как правило, вешается на наружную боковую стенку топки. В зависимости от производителя, такие теплообменники устанавливаются либо между кожухом и топкой, либо между камнями и топкой.

Рис 4. в печах Везувий теплообменник находится снаружи топки

Из плюсов внешних теплообменников можно выделить целых два:

1. Теплообменник прослужит долго, так как он не находится внутри топки;
2. Установить такой теплообменник можно в любое время, даже спустя многих лет после начала пользования банной печкой.

Из минусов — будет дольше греть воду, так как теплообменник в данном случае никак не связан с огнем. В среднем нагрев воды будет занимать на 40-60 минут дольше. Но при этом такой ТО легко заменить. Замена предельно простая — снять кожух печи (если он есть) или убрать часть камней (если печь-сетка), вынуть старый ТО и установить новый. Руки в этом случае точно останутся чистыми.

Пример печей с внешним теплообменником — печи для бани “Везувий” .

• Бак-регистр . Хотя такой теплообменник не является частью конструкции печи и продается отдельно, мы решили включить его в наш список, т. к. данная конструкция частенько встречается. В данном случае теплообменник является стартовым участком дымохода.

Рис 5. Подключение выносного бака с помощью бака-регистра

Плюсов у бака-регистра можно выделить три:

1. Устанавливается бак-регистр на любую печь бани от любого производителя.
2. Устанавливается бак даже после начала пользования банной печкой, хотя и придется немного поколдовать с дымоходом.
3. Бак-регистр представляет собой по сути бак на трубе. За счет воды данный теплообменник будет снижать температуру уходящих дымовых газов, что, в свою очередь, облегчит участь последующих участков дымохода.

Минусом является сложность заливки воды. Чтобы получить хорошую циркуляцию воды, как писали выше, выносной бак требуется вешать достаточно высоко. Соответственно, в некоторых случаях воду получится заливать только с помощью шланга.

Теплообменник в баню своими руками. Изготовление бака: пошаговая инструкция и видео

Теплообменники для промышленных печей продаются в комплекте с некоторыми модификациями, при установке новой печки можно подобрать подходящую модель с уже готовым водяным контуром. Также можно сделать теплообменник на дымоход своими руками. Для его изготовления необходимы следующие материалы:

• отрезки трубы из нержавеющей стали разного диаметра с толщиной стенок 1,5-2 мм, листовая сталь;
• 2 штуцера на 1 дюйм или ¾ дюйма для подключения к системе;
• бак-накопитель из нержавейки или оцинкованной стали объемом от 50 до 100 литров;
• медные или стальные трубы или гибкая подводка для ГВС;
• шаровый вентиль для слива теплоносителя.

Последовательность изготовления для банной печи или буржуйки:

1. Работы начинают с подготовки чертежа. Размеры бака, устанавливаемого на дымоход, зависят от диаметра трубы и типа печи. Печи простой конструкции с прямым дымоходом отличаются высокой температурой дымовых газов на выходе, поэтому размеры теплообменника могут быть достаточно большими: до 0,5 м высотой.

1. Диаметр внутренних стенок бака должен обеспечивать плотную посадку теплообменника на дымовой патрубок. Диаметр внешних стенок бака может превышать диаметр внутренних в 1,5-2,5 раза. Такие размеры обеспечат быстрый прогрев и хорошую циркуляцию теплоносителя. Печи с низкой температурой дымовых газов лучше комплектовать баком, имеющим небольшие размеры, чтобы ускорит его прогрев и избежать образования конденсата и ухудшения тяги.
2. С помощью сварочного инвертора соединяют детали заготовки, следя за герметичностью швов. В нижней и верхней части бака приваривают штуцера для подачи и отбора воды.
3. Бак устанавливают на дымовой штуцер печи внатяг, промазывая соединительный шов жаропрочным силикатным герметиком. Сверху на бак-теплообменник аналогичным образом ставят переходник с неутепленной трубы на утепленную и выводят дымоход из помещения через потолок или стену.
4. Подключают теплообменник к системе и баку-накопителю. При этом выдерживают необходимый градус наклона: труба подачи холодной воды, подсоединяемая к нижнему штуцеру, должна иметь угол не менее 1-2 градусов относительно горизонтальной плоскости, трубу подачи нагретой воду подсоединяют к верхнему штуцеру и с уклоном не менее 30 градусов выводят к накопительной емкости. Накопитель должен располагаться выше уровня теплообменника.
5. В нижней точке системы устанавливают сливной кран. В бане его можно совместить с краном забора теплой воды для парилки.
6. Перед началом эксплуатации систему необходимо заполнить водой, в противном случае металл перегреется, и его поведет, что может привести к нарушению герметичности сварных швов и утечкам.
7. Подачу воды в бак-накопитель можно сделать как ручную, так и автоматическую с помощью поплавкового крана. При ручном заполнении рекомендуется вывести на его внешнюю стенку прозрачную трубку для контроля уровня воды в баке, чтобы не запустить систему на сухую.

Циркуляция воды в бане. Теплообменник

Это компромиссный вариант подготовки горячей воды. Он использует тепловую энергию печи, но выполняет функции посредника. С конструкционной точки зрения, это нагреватель специфического типа, который использует косвенный способ передачи тепловой энергии.

Над печью (или в самом жарком участке корпуса) устанавливается небольшой бак с водой, объемом около 5 л. Сквозь него проходит змеевик с холодной водой. В процессе прохождения вода нагревается и выходит из бака уже горячей. При этом, от печи не требуется слишком большой мощности, и расход топлива не увеличивается.

Мнение эксперта

Ловкачев Борис Петрович

Банных дел мастер знающий всё о парении

Вариант эффективный и экономичный, но требующий качественной настройки режима теплоотдачи, а также запуска циркуляции— вода должна перемещаться по змеевику, чтобы нагретые порции замещались холодными.

Существуют конструкции с естественной циркуляцией — нагретые слои воды поднимаются вверх и замещаются более холодными, поднимающимися снизу. Однако, полагаться на естественную циркуляцию сложно — если при установке емкостей допущены хотя бы небольшие ошибки, циркуляция может оказаться слишком слабой, или вовсе отсутствовать.

Основным преимуществом теплообменника является обособленность основного бака — его обычно выносят в другое помещение. Вода в нем не кипит и не наполняет помещение влажным паром, что позволяет обеспечить более благоприятный микроклимат. Однако, есть и более простые конструкции, когда змеевик устанавливается на дымовую трубу.

Нагрев воды происходит от высокой температуры дымовых газов. В обычных условиях она пропадает даром, но установка змеевика позволяет рационально использовать ее и нагревать воду. Единственным условием становится однослойная конструкция трубы. Как правило, змеевик помещают под наружный кожух, чтобы уменьшить теплопотери.