Изготовление своими руками отопительного теплообменника

Наверное, любой хозяин индивидуального загородного жилья если и не имеет пока собственной бани  на участке, то, скорее всего, вынашивает планы по ее  строительству и оборудованию. Банная  традиция в России – очень древняя и стойкая, и никакие современные устройства и приспособления в виде ванн, джакузи, «навороченных» душевых кабинок, электрических нагревателей или парогенераторов не заменят настоящего жара от разогретой каменки и березового веника.

Выбор конструкции банной печи

В идеале источник тепла, сделанный из металла, должен отвечать следующим требованиям:

  1. Быстро прогреваться и поднимать температуру в парилке. С этим железные печки справляются отлично.
  2. Как можно дольше сохранять тепло. Поскольку сталь быстро нагревается и охлаждается, понадобится устройство каменки, аккумулирующей теплоту, либо увеличение длительности горения топки. Третий вариант – после установки обложить банную печь кирпичом.
  3. Занимать в парной минимум полезной площади. Если объем этого помещения слишком мал, то лучше выбрать вертикальную конструкцию с загрузочной дверцей, вынесенной в предбанник.
  4. Отопитель должен быть безопасным для моющихся в бане людей. Чтобы уберечься от ожогов, на корпус можно установить конвекционный кожух из тонколистового железа или, опять же, построить вокруг корпуса кирпичную стенку.

Примечание. Длительность горения возрастает вместе с объемом топливной камеры агрегата. Здесь нужно найти разумный баланс между размерами печки и продолжительностью ее работы. Маленький топливник придется постоянно загружать дровами, вместо того, чтобы спокойно мыться, а большая печь отнимет половину площади парной.

Железные печи для бани, изготавливаемые своими руками, бывают следующих конструкций:

  • с корпусом, ориентированным в пространстве вертикально или горизонтально;
  • растапливаемые прямо из парилки либо из соседней комнаты (делается выносная дверка топливника);
  • с баком для воды и без него;
  • с наружной или внутренней каменкой.

Каменка вертикального типа

Горизонтальная печка с каменкой и баком

Если в бане отсутствует электрический водонагреватель, ничего не стоит поставить на печь или дымоход бак нагрева воды, предназначенной для помывки. Его можно сварить из обычного металла, а лучше из нержавейки. Есть и более удобный способ подогрева воды: бачок, расположенный в моечной, соединяется трубами со стальным теплообменником самоварного типа, установленным на дымоходной трубе.

Стальной теплообменник на дымоход

Открытая каменка, доставшаяся нам от финской сауны, нагревается максимум до 400 °С, зато ее можно полить водой с целью «поддать парку». Каменки, закрытые внутри корпуса печки, аккумулируют больше тепла, прогреваясь до 700—800 °С, но при этом загрязняются проходящими дымовыми газами и оттого требуют периодической очистки.

Справка. Некоторые умельцы собирают металлические печи с внутренней кирпичной кладкой, чья схема показана выше. Они долго служат без прогорания стенок, но сложны в изготовлении, да и шамотный кирпич стоит денег. Подробности о различных банных отопителях вы сможете узнать, просмотрев видео:

Принцип работы

Если вы решили установить печь для бани с теплообменником, то вам необходимо для начала ознакомиться с принципом работы данного устройства. Теплообменники еще называются водяными контурами. Независимо от того, в каком месте они располагаются, их функционирование происходит по единому принципу. Тепловая энергия от печи поступает к рубашке или к регистру. Теплоноситель, который находится в теплообменнике, начинает нагреваться. В баке вода имеет температуру ниже комнатной или немного выше. За счет данной разницы в контуре возникает давление, способствующее циркуляции теплоносителя. Таким образом, нагретая вода поступает в бак. Из него теплоноситель расходуется на гигиенические процедуры. После этого в емкость поступает очередная порция холодной воды. Она переносится в теплообменник, где и осуществляется ее последующей нагрев. В том случае, если система обладает закрытым типом, что предполагает работу бака в качестве отопительного прибора, то заливку воды следует осуществлять еще до момента розжига печи. В этом случае разница температур может стать причиной деформации и повреждения металла теплообменника. Циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока в конструкции будет поддерживаться достаточно высокая температура. Если вы установите печь для бани с теплообменником, то не возникнет необходимости в монтаже водонагревателя, который устанавливается в душевой. Помимо прочего, перед хозяевами не встанет вопрос об обустройстве источников тепла в помещениях.

Конструктивные особенности

В настоящее время производители предлагают два варианта печей для бань, в которых установлен теплообменник.

  1. Это встроенная емкость, из которой выходит два патрубка, соединяемых с резервуаром. Последний заполняется водой для помывки.
  2. Это внешняя емкость, расположенная на дымоходе самой печи. Чаще всего она и является резервуаром, из которого можно брать воду для помывки.

Давайте более подробно рассмотрим каждый вариант по отдельности.

Разновидности дровяных печей для бань

Вариант №1

Итак, что собой представляет теплообменник для банной печи встроенного типа. Это небольшая емкость, чаще всего объемом не больше пяти литров, которая встроена в кожух печки и расположена между топкой и корпусом агрегата. В данном случае должно выполняться одно строгое правило – никакого соприкосновения с открытым пламенем огня.

Но так как температура внутри топки дровяной печи очень высокая, ее хватает, чтобы нагреть воду почти до кипения. При этом начинают действовать законы физики. Горячая вода по верхнему патрубку поднимается вверх и перемещается по трубопроводу в отдельно стоящую емкость, где происходит нагрев воды для помывки. Внутри второй емкости установлен змеевик, по которому теплоноситель и циркулирует. Остывая, теплоноситель опускается вниз и выходит по нижнему патрубку, перемещаясь в нижний патрубок первой емкости. Затем цикл повторяется.

Трубная разводка

Внимание! Емкость второго резервуара может доходить до 120 литров. И этого количества воды с лихвой хватить на несколько человек.

Вариант №2

Эта конструкция в разы проще первой. Кстати, чтобы вы поняли, о чем идет речь, посмотрите на фотографию ниже. На ней несколько моделей теплообменников, установленных на дымоходную трубу.

Теплообменник на дымоходе

По сути, получается так: собирается отдельный теплообменный прибор, в который через днище и крышку вставляется металлический патрубок. Он в свою очередь будет являться продолжением дымоходной трубы. Чаще всего эту конструкцию надевают на патрубок отводящих угарных газов, который находится в конструкции самой печки. Встроенная в теплообменный бак труба по диаметру должна быть больше, чем торчащий из печки патрубок.

Внимание! Очень важный момент – стыки между днищем и трубой, между крышкой и трубой должны быть герметичными.

Теперь к вопросу, какой вариант лучше? Не хотелось бы ставить вопрос таким образом, ведь обе модели присутствуют на рынке. А, значит, у каждой из них есть свой потребитель. Владельцы бань подбирают модель под определенные условия эксплуатации. Хотя необходимо отметить вот какой факт. Второй вариант в плане экономии топлива эффективнее. Почему? Все дело в том, что дровяные печи имеют коэффициент полезного действия не выше 65%. То есть, 35% уходит в дымоход  на улицу. А установленный на дымоходной трубе теплообменник сокращает тепловые потери, отбирая тепло для нагревания воды. А это, скажем прямо, большой плюс, да и экономия топлива получается немалой.

Читайте также:  Как сделать садовый пылесос-воздуходувку своими руками

Печь с системой отопления

Из дисков

Являетесь автолюбителем? Наверняка у вас завалялись уже потрепанные старые диски от машины. Не спешите их выбрасывать — они отлично подойдут для изготовления печки. Особенно, если вы не желаете возиться с трубами. Для того, чтобы сделать печку из дисков для бани, лучше всего подобрать колеса от автомобилей грузового типа:

Из дисков
  • больше диаметр;
  • толще металл.

Соответственно, такая импровизированная печь прослужит куда дольше и сможет выдерживать очень серьезные нагрузки.  А вот если в вашем распоряжении только диски от легкового автомобиля, то сделать с их помощью надежную печь для полноценной парной не получится. Подробная инструкция по изготовлению — в следующем видео.

Из дисков

 Делаем стальную печку-каменку

Устройство банной самодельной печи со встроенной каменкой и водяным баком показано на чертеже. Конструкция довольно проста – корпус теплогенератора, сделанный из железной трубы, разделен на 4 отсека – зольную камеру, топку, каменку и емкость нагрева воды. Внизу топливника установлены колосники, между остальными секциями – металлические перегородки, пересекаемые дымоходом.

На изготовление отопителя пойдут такие материалы:

 Делаем стальную печку-каменку
  • труба диаметром 400—500 мм;
  • листовой металл толщиной 3 и 5 мм на перегородки;
  • арматура либо уголки на колосниковую решетку;
  • труба Ø10—15 см на дымоотвод.

Совет. Для корпуса желательно отыскать тонкостенную трубу (3—5 мм), поскольку стандартный металлопрокат с толщиной стенки 8—10 мм выйдет слишком тяжелым. Высоту печки можно корректировать за счет размеров каменки, бака и топливника.

Порядок сборки теплогенератора с интегрированным баком:

 Делаем стальную печку-каменку
  1. Выровняйте торцы трубы болгаркой, вырежьте проемы под загрузочные люки и дверки. Обработайте острые края.
  2. Вырезанные куски металла пустите на дверцы – зачистите края, приварите ручки и петли.
  3. Изготовьте круглые перегородки с отверстиями под газоход. Свод топки делайте из толстой стали 5 мм, остальные крышки – из листов 3 мм.
  4. Колосники сварите из арматуры Ø12—18 мм либо уголков №4—4.5.
  5. Смонтируйте все заготовки согласно чертежу. Сварочные швы зачистите и проверьте на проницаемость с помощью керосина.

Подготовка к установке

Торопиться с установкой нового агрегата на место не стоит. Перед тем, как поставить печку в бане, её нужно хорошо протопить на открытом воздухе, загрузив каменку. Делается это по двум причинам.

Во-первых, краска, которой покрывают металлический корпус, окончательно схватывается только при высокой температуре. При этом она частично выгорает с выделением неприятного запаха.

Во-вторых, камни для бани часто содержат в своём составе сульфиды, распадающиеся при высокой температуре на окислы серы. В свою очередь, при соединении с водой превращаются в кислоты. Пары серной кислоты не просто неприятно пахнут – они очень опасны для здоровья. Но сульфиды довольно легко выгорают, поэтому и желательно протапливать печь на улице до полного исчезновения запаха серы.

Так выглядит камень с вкраплениями сульфидов Источник

Полезная информация. Безопасными считаются камни, на которых вкрапления сульфидов занимают не более 5% всей площади поверхности. Они полностью выгорают за 1-2 протопки.

Если стоит задача, как установить печь в бане с топкой из предбанника своими руками, то при наличии перегородки между ним и парным отделением часть её придётся вырезать. Если перегородки нет, лучше сразу возвести её из негорючего материала, например, из красного кирпича. Или выложить кладку до нужной высоты, а продолжить брусом.

Размеры проёма в горючей перегородке под топливник тоже берутся не «с потолка», а определяются в зависимости от мощности теплового агрегата. С печами заводского изготовления все просто: эти параметры указываются в паспорте на изделие. Уменьшать их нельзя, а увеличивать – сколько угодно.

Мощность самодельной печки определить затруднительно. В таких случаях проем делают таким, чтобы от топки до деревянной стены оставалось 25-35 см при условии её защиты по контуру теплоизоляционным материалом: полосой асбестового картона, базальтовой ваты и т.п. Если такая защита не предусмотрена, это расстояние увеличивают до 40-50 см.

Вырезанный в перегородке проем под выносную топку Источник

Конструкция и монтаж

При изготовлении нагревательного элемента требуется соблюдение следующих правил:

  1. Во избежание закипания воды внутренний объем труб должен быть не менее 50 мм.
  2. Металл не должен прогорать, поэтому его рекомендуемая толщина составляет минимум 3 мм.
  3. При нагреве металл имеет способность расширяться, этот момент следует учесть, предусмотрев расстояние между стенами топки и нагревательным элементом.

Процесс установки нагревательного элемента состоит из нескольких простых действий:

Далее следует соединить нагревательный элемент с отопительной системой и запустить воду.

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.

Работа с электрической частью

Чтоб теплообменник оправдал возложенные надежды необходимо оборудовать его хорошим вентилятором. Лучше всего для этого подойдет кулер с компьютера, диаметра 120 мм будет вполне достаточно. Используют их из отличных пропускных характеристик и минимального шума.

К теплообменнику его крепят так:

  • к задней части системы прикручивают крепеж;
  • далее размешают вентилятор;
  • следующим шагом станет припаивание длинных проводков.

Проводки подключают к аккумулятору и можно запускать систему и испробовать теплообменник. Предварительно надо вывести дымоход и установить его на теплообменнике.