Виды и правила монтажа теплообменников на трубу дымохода

Печь, используемую для отопления дома или готовки пищи, можно переделать своими руками под агрегат, который будет нагревать воду для бытовых нужд. Для этого надо провести монтаж на трубу дымохода теплообменника. Как это сделать, рассмотрим в статье.

Выбираем место установки

Перед тем, как сделать дымоход в бане, следует определиться с его месторасположением. Здесь играет роль множество факторов, которые следует брать в учет еще на этапе проектирования конструкции. Разберем каждый из них более подробно.

Как установить дымоход в бане: о необходимости фундамента

Следует отметить тот факт, что, согласно общепринятым нормам, не допускается обустройство дымохода свыше 750 кг без фундамента.

Если же в вашем случае конструкция более легкая, то есть все основания для отказа от возведения фундамента.

Виды теплообменников

Главная задача теплообменника состоит в том, чтобы переносить тепло, излучаемое дымоходом на расстояние, но при этом не переостужать его поверхность, так как это приведёт к повышенному образованию конденсата и соответственно скоплению нагара на внутренней части трубы.

Именно сохранение этого баланса является самой существенной сложностью, особенно если решено изготовить теплообменник на дымоход своими руками.

По конструктивным особенностям теплообменники могут быть двух видов:

  1. Водяные, когда тепло переносится посредством естественной циркуляции жидкости в замкнутой системе.
  2. Воздушные, когда прогретый воздух принудительно переносится в нужном направлении.

Выбор конструкции напрямую зависит от индивидуальных особенностей дома и печи, а также от целей, которые преследуются его установкой. Но обо всём по порядку.

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.

Расчет теплообменника для бани

Бак с получаемой таким образом горячей водой может служить для отопления помещения. Существует 2 основных типа теплообменника. Внутренний, который находится внутри печи, может быть разных форм, например, может выглядеть, как небольшой радиатор отопления или же змеевик сложной формы.

Бак для нагрева воды в баню, снабженный теплообменником — конструкция достаточно простая

Банные печи с теплообменником, например, Ермак – это особые конструкции, снабженные:

  • Баком;
  • Радиатором;
  • Дополнительными конструктивными элементами, которые позволяют осуществлять циркуляцию и нагрев воды.

Преимущество такого змеевика в том, что нагреть воду получается быстрее. Минус, что такой змеевик может достаточно быстро прогореть. Внешний теплообменник – таких конструкций существует гораздо больше, их основа бак с холодной водой, который соединен системой труб непосредственно с нагревательным металлическим бачком, который может располагаться на дымоходе, сбоку печи.

Тепло от печи передается воде в бачке, и она начинает циркулировать из нагревательного бачка в большой.

Такой внешний теплообменник даже можно сделать своими руками используя нержавейку для баков, трубы для горячей воды специальный жаропрочный герметик. Самое важное при сборке всей конструкции придать правильный угол трубам с тем, чтобы вода самотеком циркулировала по всей конструкции, а длина труб не превышала 3 метров. Накопительный бак можно установить в парной, в моечном отделении и даже на чердаке. Но при установке его в таком месте бак потребуется дополнительно утеплять.

Обзор видов

Теплообменники бывают разными. Каждый из видов имеет свои особенности работы и устройства. Ознакомимся с ними.

Трубчатые

Теплобменники данного типа являются одними из наиболее распространённых и популярных. Обычно они изготавливаются из 2-х практичных материалов:

  • из медной трубы;
  • из стальной трубы.

Трубчатые тепловые обменники выполняются в форме кольцевой или плоской «змейки». Подобные системы могут похвастаться высокими показателями подогрева воды, что говорит об их эффективности и продуктивности работы. Кроме того, трубчатые теплообменники привлекательны простым методом изготовления, а также монтажом на банную печку.

Большого количества недостатков трубчатые обменники не имеют, но не следует забывать, что они являются весьма чувствительными к перегреву. Этот нюанс надо учитывать, пользуясь банной печью с подобной деталью.

Коробчатые

Вторые по популярности разновидности теплообменников. Производят их из жаростойкой стали в листах. Детали выполняются в форме компактных ёмкостей тарельчатого типа либо бачка прямоугольной формы. Если рассматривать данную деталь в целом, то она представляет собой обыкновенную ёмкость, изготовленную из жаростойкого материала.

К этому элементу привариваются патрубки для дальнейшего подключения, подвода и отвода жидкости.

Каркасные

Каркасные подвиды теплообменников являют собой усложнённую конструкцию, состоящую из практичных стальных трубок. Последние свариваются друг с другом, образуя набор из определённого числа регистров. С точки зрения конструкции, указанный подвид повторяет устройство паровозного котла. По этой причине сама конструкция получается максимально надёжной, прочной и крепкой. Она способна без негативных последствий выдерживать затянувшийся перегрев и высокое давление пара.

Пакетные

Эти разновидности теплообменников производятся для банных печек только специализированными предприятиями. Самодельные или кустарно изготовленные пакетные детали, как правило, не встречаются. Это высокоэффективные устройства. Однако они подвержены прогоранию стенок, даже если имеет место не самый большой перегрев.

С разным расположением ёмкостей для воды

Разделяются теплообменники и по месту расположения ёмкости для подогретой жидкости.

  • В парильне. Если предусмотрено такое расположение, длина водопроводов уменьшается, а это благотворно влияет на скорость подогрева воды. Но есть в таком решении и один важный для многих бань минус – так помещения малой квадратуры кажутся ещё более тесными и перегруженными.
  • В душевой. Неплохое решение. Многие специалисты считают такое расположение деталей оптимальным. Но есть у него и серьёзный минус – длина трубопровода непременно возрастает.

Эти варианты объединяет одна распространённая проблема – слабый и не самый высокий водяной напор. Дело в том, что высота бани в редких случаях составляет больше 2 м. Если от этого значения отнять высоту бачка для жидкости (около 50 см), то самая большая высота патрубка для забора воды снижается до 1,5 м. Это означает, что стационарный душ соорудить не получится и мыться придётся лишь с использованием гибкого шланга, не приподнимая его на слишком большую высоту. Решается эта проблема выносом резервуара для подогретой воды на чердак постройки – это третий подвид в зависимости от нахождения резервуара.

Читайте также:  Как отстирать сажу и копоть с одежды, убрать после пожара?

И в последнем случае могут возникать свои проблемы. Неизбежно растёт длина трубопровода, возрастают теплопотери, бак приходится дополнительно утеплять. Рискуют возникнуть недочёты с доливом воды в резервуар.

По месту расположения

Разделяются теплообменники и по месту собственного расположения в печах. Существует всего 2 варианта нахождения этих деталей:

  • в самих печках;
  • около дымохода.

Первый вариант (то есть встроенный внутренний теплообменник) позволяет прогреть воду с относительной скоростью, но в таком случае возникает риск её закипания. Если теплообменник находится возле дымохода, вода в нём не сможет закипеть, но сам процесс нагрева в данных обстоятельствах заметно затягивается.

Выбор материала для дымохода

Печная труба в парильне может быть изготовлена из различных материалов, однако наиболее целесообразно остановить свой выбор на изделиях из нержавеющей стали. Важные характеристики, которые позволили дымоходам из нержавейки получить широкое распространение:

  • Устойчивость к воздействию высокой температуры;
  • Элементы конструкции имеют небольшой вес, что упрощает монтаж своими руками;
  • Стойкость к образованию конденсата;
  • Устойчивость к воздействию агрессивной среды (различных кислот, входящих в состав угарного газа);
  • Хорошая тяга, благодаря идеально круглому сечению;
  • Отсутствие скоплений сажи на внутренних стенках дымоотвода;
  • Простота в эксплуатации;
  • Доступная стоимость.

Дымоход для бани из нержавейки

Установка асбестоцементных труб нежелательна, так как они не соответствуют нормам пожарной безопасности для бани. Под воздействием высокой температуры они могут разрушиться и спровоцировать тем самым пожар в помещении. Выходит сомнительная экономия с риском для здоровья.

Керамический дымоход – это надежная и долговечная конструкция, что выдерживает температуру до 600 градусов, однако для бани он не подходит. Это связано со слишком большим весом устройства, который сможет выдержать лишь капитальная постройка.

Нержавейка – лучший выбор материала для дымоотвода бани. Надежность, долговечность, простота монтажа своими руками – это ее главные козыри.

Как установить теплообменник «труба в трубе» на дымоход

Чисто конструктивно теплообменник этого типа представляет собой бак, в котором установлена труба диаметром чуть больше диаметра дымохода. К примеру, если размер последнего 115 мм, то трубный участок должен быть в сечении 120 мм. То есть дымоход должен свободной пройти сквозь теплообменный аппарат.

Можно подойти к решению монтажа теплообменника с другой стороны. То есть диаметры двух трубных элементов выбираются одного сечения. Но соединяться они должны раструбным способом, как все элементы дымоходной системы. Это когда у участка трубного элемента один конец имеет стандартный диаметр, а второй немного расширен.

Как установить теплообменник «труба в трубе» на дымоход

Трубы из нержавейки с раструбами на концах

То есть получается, что труба, формирующая сквозной проход через водяной бак, становится после сборки частью дымохода. Этот вариант более эффективный в плане передачи тепловой энергии от угарных газов воде, потому что в конструкции теплообменника нет воздушной прослойки, как в первом случае.

Что касается размеров и формы бака, то первые – это диаметр, который должен быть больше диаметра дымоходной конструкции в 1,5-2,0 раза. Длина в этом плане зависит от потребности в воде. Но она ограничена длиною дымохода. Форма бака может быть разной. Но чаще используют цилиндрическую или в виде прямого параллелепипеда. Хотя встречаются и очень необычные формы.

Необычная форма водяного бака теплообменника

Как установить теплообменник «труба в трубе» на дымоход

[adinserter block=»11″]

Отметим, что баки для воды, устанавливаемые на дымоходы, сегодня продаются в готовом виде, но их несложно сделать своими руками. Для этого надо иметь навыки работы со сварочным аппаратом и некоторыми видами слесарных инструментов. Проще – приобрести готовое изделие определенного объема, в котором уже вмонтирована труба под дымоход требуемого сечения. Здесь же установлены патрубки (штуцера) под подачу и выход воды.

Сборка всей конструкции основывается на создании герметичных соединений. Поэтому стыки обязательно промазываются жаропрочными герметиками.

После установки теплоносителя остается только подключить его через вентиль к водопроводной сети, а с другой стороны к накопительному баку или крану (смесителю). Соединения проводят гибкими вставками или трубами соответствующего диаметра.

Как установить теплообменник «труба в трубе» на дымоход

Теплообменник «труба в трубе» в полной сборке

Важно! Теплообменный аппарат этого типа перед началом эксплуатации надо обязательно заполнить водой. Если начать растопку без нее, то велика вероятность, что металл поведет, а это приведет к разгерметизации стыков деталей.

Читайте также:  Баня по-быстрому: самый бюджетный вариант для небольшой дачи

Конструктивные особенности дымоотвода для парной

  1. Дымоход представляет собой вертикальную конструкцию, смонтированную внутри бани или на фасаде здания. Ее основная задача состоит в отведении продуктов сгорания топлива со скоростью, достаточной для поддержания естественной тяги в печи.
  2. Грамотно спроектированная конструкция обеспечивает быстрый нагрев бани, поддержание необходимого микроклимата в парной и экономного расходования топлива.
  3. Наиболее частые проблемы дымоотводных каналов: Чрезвычайно сильная тяга, что приведет к быстрому прогоранию топлива без соответствующего нагрева парной. Слишком слабая тяга. В топку попадает неполноценное количество кислорода, вследствие чего прерывается процесс горения, а затем падает теплопроводность печи.
  4. Грамотный монтаж дымоотвода является гарантом вашей собственной безопасности и максимально долговременным сроком эксплуатации.

Как рассчитать параметры и устройство дымохода для печи в баню

Что касается размеров и высоты, то самым важным моментом является степень возвышенности самого помещения. Когда труба фигурируется над коньком в полметра, дистанция будет равняться до полутора метров от конька. Если изделие расположено на промежутке примерно 1, 5 — 3 метра, то трубу возможно расположить на одной прямой или даже выше. При выходе устройства через потолок, агрегат должен быть возведён больше, чем на один метр.

При самостоятельной монтировке желательно учитывать и материал:

  • Дымоход из кирпича позволительно присоединять к любой системе отопления, вне зависимости от высоты. Кроме этого, можно допустить отклонение по вертикали, главное — незначительное. Так что, если вам необходимо простое изделие, то вариант вам подойдёт, к тому же оно обладает высокой устойчивостью к стрессовым ситуациям.
  • Металлический. Вывод осуществляется как через крышу, так и через стену. При необходимости установки без фундамента лучше выбирать представленный агрегат, так как он имеет малый вес.
Как рассчитать параметры и устройство дымохода для печи в баню

После тщательного подбора дымохода по описанным параметрам можно смело приступать к его сооружению или покупке.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Область применения

Даром пропадающее тепло можно использовать в двух целях:

  • для нагрева воды, которая будет использоваться при мытье;
  • для обогрева помещений.

Разумеется, подобные цели вполне можно совмещать, если печка достаточно мощная. Ведь мы, фактически, будем отбирать часть тепла, которая в противном случае шла бы на обогрев парилки (или атмосферы)).

Это первый случай. Речь идет исключительно о воде (никаких антифризов), расход которой зависит от количества людей, которые могут одновременно мыться в бане и других факторов. В любом случае без вместительного бака не обойтись. И тут у вас снова есть варианты того, где его разместить:

  • одни помещают бак прямо на печь, которая должна иметь для этого соответствующую конструкцию. Вода подается в моечную из парилки;
  • другие используют теплообменник, а сам бак выставляют в соседнее помещение, откуда он сообщается двумя трубами с теплообменником.

Обе конструкции имеют право на существование, а выбор остается за вами.

Если вместо бака соединить теплообменник с радиатором, то получится система автономного отопления.

И тут у вас снова есть два варианта):

  • либо создать конструкцию, которая основана на таких явлениях, как конвекция и гравитация;
  • либо заставить теплоноситель принудительно двигаться в системе — для этого понадобится насос, а значит, и электричество.

Если банька небольшая, то нет нужды заморачиваться даже с простейшей системой, потому что обычно печи хватает на обогрев смежных помещений. Но тут важно то, какие у вас зимы. Бывает, что и маленькая баня нуждается в дополнительном отоплении.

Выше уже упоминалось о том, что возможно совмещение нагрева воды для мытья и отопления. На самом деле можно сделать две параллельные системы, причем для отопления пустить не воду, а антифриз. C этой целью один теплообменник нужно будет поместить внутрь печи, а второй — на дымоход. С точки зрения повышения КПД печи — вариант просто отличный.