Нагрев воды в теплообменнике

К числу ключевых элементов отопительной системы можно отнести такие агрегаты, как теплообменники для отопления, а также бойлер или водонагреватель. Бойлер – это емкость достаточно большого объема, под или в которой располагается источник тепла. Для нагревания воды может использоваться либо водяной, либо паровой теплообменник. Этот прибор оборудован специальным отопительным котлом, задача которого заключается в нагреве воды, циркулирующей в замкнутом пространстве. Такие устройства получили название водонагревателей (бойлеров) косвенного нагрева.

Типы теплообменников

Функции теплообменников для котлов достаточно многочисленны и важны, поскольку именно от данного прибора во многом зависит назначение и конструкция самого используемого котла. Кроме этого с помощью теплообменника холодный теплоноситель получает необходимый объем тепла от уже нагретого. Еще одна важная функция: устройство осуществляет передачу энергии тепла от теплоносителя к санитарной воде, а также от сгораемого газа непосредственно к теплоносителю.

В зависимости от способа передачи тепла жидкостям выделяют следующие виды теплообменников:

  1. Первичный – передача энергии осуществляется от газа к теплоносителю;
  2. Вторичный (водоводяной) – передача энергии осуществляется от жидкости к теплоносителю;
  3. Битермический (совмещенный), особенностью которых является двойной обмен тепла от теплоносителя к воде и от газа к теплоносителю.

Первичный

Первичный теплообменник – это достаточно большая медная труба, которая изогнута в одной плоскости в виде змеевика. В этой же плоскости располагаются пластины различного размера, выполненные из меди. Для предотвращения появления ржавчины поверхность данного агрегата покрыта специальной защитной краской. Мощность первичного теплообменника для отопления в первую очередь зависит от количества ребер и длины трубы.

В большинстве случаев такие приборы обладают примерно одинаковым конструктивным решением, различия же заключаются в способе подключения трубы, в размерах самого теплообменника, а также его мощности. Стоит отметить, что процесс обмена теплом между теплоносителями может быть существенно затруднен в случае загрязнения копотью и грязью.

Не меньшее отрицательное влияние оказывают и отложения солей внутри самого агрегата, препятствующие прохождению воды через бойлер. Это является следствием нарушения циркуляции теплоносителя, а также уменьшения теплопроводности стен прибора. По этой причине необходимо в профилактических целях заниматься своевременным обслуживанием теплообменника для отопления дома, а также выполнять его промывку и очистку.

Специалисты рекомендуют вместе с теплообменником покупать также и фильтры, которые помогут справиться с лишними отложениями и увеличить срок их полезного использования.

Вторичные

Вторичные теплообменники (они также получили название теплообменники горячего водоснабжения – ГВС), отличаются специальными пластинами, которые соединены друг с другом. Данные пластины производятся из нержавеющей стали. Подобные приборы чаще всего устанавливаются в котлах Linea (Bongioanni), Mini kW, Major kW (Immergas), а также Micra 2 (Hermann).

Водоводяной прибор позволяет рассчитывать на необходимый теплообмен благодаря высокому уровню теплопроводности пластин, а также большой площади теплообмена. Таких показателей удается достичь даже несмотря на тот факт, что скорость потока носителя тепла достаточно велика.

Однако благодаря большой скорости практически полностью исключена вероятность появления солей и отложений на стенках. Благодаря некоторым особенностям конструкции, водоводяной теплообменник отличается особыми качествами. К примеру, от количества пластин напрямую зависит мощность и площадь теплообмена. Кроме этого, в остальных разновидностях теплообменников холодная вода и теплоноситель двигаются навстречу, тогда как здесь направление их движения полностью совпадает.

Битермические

Конструктивной особенностью данной группы приборов является наличие сразу двух контуров: горячего водоснабжения и отопления. Такие агрегаты используются в котлах Linea Isy (Bongioanni), Immergas Star kW (Immergas) и Hermann Habitat 2 (Hermann). Если говорить непосредственно о строении модели, то отметим, что она представлена так называемой «трубой в трубе» (коаксиальной). Кроме этого, присутствуют медные пластины, которые расположены на поверхности прибора.

Отличия

Наружная труба предназначена для циркуляции теплоносителя в системе отопления, тогда как внутренняя – для движения санитарной воды. В отопительном режиме функционирования сгораемые газы выделяют тепло, которое доставляется прямо к теплоносителю. Если же теплообменник функционирует в режиме горячего водоснабжения, то тепло сначала передается теплоносителю, после чего оно достается контуру.

Если используется битермический теплообменник для отопления дома, то отпадает необходимость в установке таких гидравлических отопительных агрегатах, как вторичный теплообменник и трехходовой клапан.

Это самым положительным образом сказывается на цене котла, к тому же существенно увеличивается надежность функционирования устройства.

Недостатки

Однако без некоторых недостатков также не обошлось. К примеру, несколько ограничена передача тепловой энергии в режиме ГСВ, что, соответственно, ведет к уменьшению объемов приготовляемой нагретой воды, если сравнивать с остальными разновидностями теплообменников для отопления. Еще одно ограничение – специалисты не советуют эксплуатировать данное устройство в тех регионах, где вода отличается повышенным содержанием жестких солей в своем составе. Причиной является более интенсивное и ускоренное отложение солей из-за достаточно чувствительного перепада температур в режиме горячего водоснабжения и отопления.

Также стоит отметить, что некоторые теплообменники отличаются увеличенной емкостью. Установка таких котлов ведется в отопительных котлах самого высокого класса — Eura (Hermann). Своим внешним видом они больше всего напоминают 6-8-литровый бойлер для отопления, который оборудован специальным медным змеевиком, расположенным по всему объему агрегата. Такие теплообменники получили название мини-бойлеров. По змеевику проходит контур теплоносителя, а через стенки – контур горячего водоснабжения.

Бойлеры косвенного нагрева

Если же говорить непосредственно о водонагревателях и электрических бойлерах, то стоит отметить, что наибольшей популярностью пользуются бойлеры косвенного нагрева. Может быть несколько основных источников нагрева теплоносителя – нагревательная газовая горелка, которая находится под бойлером, трубчатый электронагреватель внутри него, а также тепло системы отопления. Емкость, в которой осуществляется непосредственно процесс нагревания, с внешней стороны защищена специальным кожухом, а также слоем теплоизоляции, чтобы через водонагреватель не происходило дополнительных теплопотерь.

Читайте также:  Модельный ряд котлов аристон

Нагревательный прибор соединен с пультом управления, который обязательно оснащен специальным датчиком для проверки температуры. В качестве такого датчика зачастую выступает биметаллический термостат. Если датчик сигнализирует о том, что температуры ниже нормы, то автоматически начинается нагрев жидкости.

Бойлеры закрытого типа

Выделяют две разновидности водонагревателей для отопления – открытые и закрытые. Закрытые бойлеры нашли свое применение в централизованной системе водоснабжения. В таких устройствах используются различные металлы (медь, нержавеющая сталь, эмалированная сталь) для изготовления бойлеров для отопления.

Стоит отметить, что подобные водонагреватели отличаются повышенным давлением, причиной которого является расширение жидкости во время нагревания.

Во избежание поломок агрегата и выхода его из строя используется специальный расширительный бак, который предназначен для излишков воды. К тому же такой бак может быть дополнительно оборудован термосмесителем, манометром, а также редуктором давления.

Открытые бойлеры

Открытые водонагреватели для отопления отличаются в первую очередь тем, что они могут снабжать горячей водой лишь одну водоразборную точку, для чего используется специальное оборудование под названием спецсмеситель. При включении спецсмесителя подключение теплообменника к магистральной трубе перекрывается. Давление сетевой воды достаточно велико именно на входе в нагреватель, а не на выходе из него. В результате этого компании-производители имеют возможность использовать не самые прочные и дорогие материалы для создания нагревательной емкости, поскольку давление на стенки емкости не самое высокое.

Кроме этого, данная арматура призвана исполнить роль группы безопасности и расширительного бака, сливая лишнюю воду в раковину при ее расширении. Закрытые бойлеры также могут быть оборудованы подобным спецсмесителем, однако открытые бойлеры для отопления дома без данного агрегата функционировать не смогут.

Нюансы подачи холодной воды

Напоследок отметим, что не нагретая вода должна подаваться под очень высоким давлением в емкость, чтобы уже нагретая жидкость начала выливаться из бойлера – лишь в этом случае можно утверждать, что водоразбор успешно завершился. Ведь если давление воды на входе очень маленькое, то горячая вода не сможет покинуть бак, поскольку трубка для выхода нагретой жидкости находится в самой высшей точке нагревателя. Холодная вода заливается с нижней части, причем благодаря специальному приспособлению – штуцеру – эта жидкость стелется на дне бойлера.

Таким образом, имеется несколько видов водонагревательных элементов, которые предназначены для нагрева воды и ее подачи. Каждая из этих разновидностей отличается собственными достоинствами и недостатками, и лишь потребитель решает, какой из бойлеров является оптимальным именно для его системы.

Самостоятельное изготовление теплообменника

Теплообменник вполне доступен для самостоятельного изготовления, что неоднократно использовалось многими домашними умельцами для создания этого агрегата отопления с минимальными финансовыми затратами. Если рассматривать основные типы теплообменников, изготовленные своими силами, можно выделить следующие их разновидности: выполненные собственными руками бойлеры открытого типа и расположенные вблизи источника тепла змеевики.

Вариант первый

В первом случае используется любая открытая емкость, имеющая достаточную прочность для накопления воды под нормальным давлением. Нагрев в таком изготовленном своими руками агрегате осуществляется с помощью погружения в емкость источника передачи тепла. Такие конструкции популярны для получения горячей воды в небольших загородных домах и других постройках для временного использования.

Вариант второй

Второй тип доступных для изготовления своими руками теплообменников представляет собой изогнутую трубу (змеевик), которую пропускают в непосредственной близости от котла отопления, домовой печи либо другого источника высокой температуры. Вода в трубе нагревается косвенным путем и поступает потребителю.

Главная страница » Печи для бани » Виды банных печей » Выбираем печь для бани с теплообменником для воды и отопления

Для мытья в бане нужна горячая вода. И решений у этой проблемы несколько. Она полностью отпадает, если в населенном пункте имеется сеть горячего водоснабжения. Но все же чаще владелец дома должен сам позаботиться о нагреве воды для хозяйственных нужд. Радикальное решение — завести у себя бойлер, способный покрыть нужды дома и бани. Но при редком использовании проще и выгоднее пользоваться банными печами на твердом топливе.

Печь для бани с теплообменником: что это такое?

Идея использовать как можно полнее тепло, вырабатываемое печью, не нова. Хорошим применением становится использование его для подогрева теплоносителя.

Изобретено немало конструкций для реализации этого. Давайте разберемся в них, согласно предназначению нагреваемой жидкости.

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)).

Схема подогрева воды в выносном баке с теплообменником самоварного типа (видео с разъяснением см. ниже)

Печь для бани с теплообменником для воды

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.

Печь для бани с теплообменником для отопления

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

Читайте также:  Утепление пчел на зиму на воле

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.

Разновидности устройств

Печь предоставляет несколько вариантов размещения теплообменников:

Змеевик или водяной контур — стальная конструкция, которая может располагаться как внутри печи, так и снаружи, например, между стенкой печи и кожухом. Применение его не ограничено металлическими печами — водяные контуры можно встраивать и в кирпичные.

Форма и размер могут существенно варьироваться от простой С-образной, единожды изогнутой трубки со штуцерами, которая располагается внутри топливника, до водяной рубашки вокруг всего корпуса.

Большой бак, который касается стенок печи стенкой или днищем (или тем и другим) тоже можно счесть разновидностью теплообменника.

А ведь в конструкции всех печей есть элемент, который в большинстве случаев (но не во всех!) становится причиной существенных теплопотерь — это дымоход, куда отправляются еще очень горячие печные газы (если в печи нет системы дымооборота).

Вторая разновидность теплообменников как раз пытается исправить этот недостаток. С этой целью вокруг трубы навешивается либо небольшой проточный бачок на 5-10 литров, сообщающийся с большим баком вне парилки, либо полноценный бак, откуда в моечную подается уже горячая вода. (В последнем случае возникает больше сложностей с креплением.)

Фото: теплообменник самоварного типа

Фото: бак-теплообменник на трубу

Как это работает

Несложно догадаться, что в случае с проточным водяным контуром или бачком, навешенным на дымоход, нужно обеспечить постоянную циркуляцию жидкости между ним и накопительной емкостью за пределами парилки.

Сделать это можно либо за счет естественных законов, которым подчиняется вода (и такая система считается открытой), либо с помощью насоса, обеспечивающего циркуляцию принудительную.

Посмотрите на схему выше, где наглядно показано, как надо располагать трубы, чтобы вода беспрепятственно поднималась и опускалась. Ниже есть разъясняющее схему видео.

Видео

Посмотрите небольшой ролик, где разъясняется данная выше схема печи для бани с теплообменником для воды (по этому принципу можно и для отопления) и показан пример бюджетной ее реализации:

Печи с теплообменниками, пользующиеся популярностью

Чугунные печи пользуются заслуженной популярностью у любителей русской бани, но как они совмещаются с теплообменниками? Как выясняется — прекрасно совмещаются.

Чугунная печь

Для начала советуем посетить сайт петрозаводского производителя печей «Карелия». Среди продукции, предлагаемой вниманию посетителей есть комплектующие, среди которых найдется и теплообменник дисковой формы, крепящийся, судя по всему к одной из стенок печи. Таким образом, можно разом приобрести и печь, и обменник. Как вариант там же продаются навесные баки на дымоход.

Чугунная печь с теплообменником для бани. Источник фото

Печь «Везувий»

Печь «Везувий» с теплообменником для бани

Производитель печей «Везувий» также предоставляет возможность одновременной покупки печи (а в его каталоге вы найдете как стальные, так и чугунные печки) и теплообменника. Покупателю предоставляется выбор из трех моделей — два «самовара» на дымоход, отличающиеся емкостью и один прямоугольный теплообменник, который забирает тепло от стенки печи.

фото теплообменников на сайте «Везувия»

Печи для бани «Термофор»

На сайте «Термофора» есть сообщение, что производитель учел предпочтения клиентов и выпускает наиболее популярные модели — «Тунгуска 16» и «Тунгуска 24» — с уже установленными теплообменниками, предполагающими внешнее расположение накопительного бака. Материал обменников — качественная пищевая нержавейка толщиной 2 мм. В зависимости от выбора покупателя размещение можно варьировать, устанавливая его либо на правой, либо на левой стенке печки.

Полезное видео

Печи для бани «Термофор» с теплообменником устроены, может, и неплохо, но имеются отрицательные отзывы. Посмотрите ролик и увидите наглядно, как это выглядит:

Изготовление своими руками

Несмотря на доступность в продаже разных вариантов можно попробовать свои силы в самостоятельном изготовлении теплообменника. Это не так уж сложно, если есть опыт сварочных работ. Во всяком случае, проще, чем делать печку с нуля.

Но прежде чем приступать к работе, нужно проделать небольшой расчет.

Расчет мощности и площади теплообменника

Выше уже говорилось о том, что теплообменники, связанные с корпусом, забирают часть мощности печи. Поэтому первым правилом будет следующее:

Второе правило связано с длиной труб: если система самотечная, то не стоит тянуть трубы дальше трех метров. Насос в системе избавляет от подобных ограничений. Но насос ставится чаще в случае, когда теплоноситель используется для обогрева помещений. Впрочем, если накопительный бак расположен не слишком высоко, мыться получится только со шланга. Если это неудобно, то надо либо бак выносить на чердак и утеплять, либо ставить тот же насос.

Третье правило касается объема теплообменника (если это небольшой проточный бак, а не змеевик). Нагреваться вода в нем должна за пару часов. Если дольше, то объем великоват. Если быстрее, то это лучше только на первый взгляд — вода не должна закипать, от этого будет накипь, пар, испытание расширительного бачка и др. проблемы.

Теперь, собственно, сам расчет:

Мощность теплообменника зависит от его площади: 9 кВт на каждый квадратный метр обменника. Площадь рассчитать довольно просто: если это змеевик, то длину окружности (3,14*диаметр) умножаем на длину трубы. Если это теплообменник-«самовар», то берем диаметр внутренней трубы, умножаем на число Пи, еще раз умножаем на высоту «самовара».

Мощность = полученная площадь в кв. метрах * 9 кВт.

Если обменник висит на дымоходе, можно не считаться с правилом вычета его мощности из мощности печи. Только если он на или в ее корпусе.

Читайте также:  Формула расчета радиаторов отопления по площади

Рассчитать мощность, которая требуется для обогрева помещения, можно по тому же принципу, что для парилки, то есть, исходя из объема помещения. В парилке берется киловатт на кубометр, но в смежных не нужна высокая температура, поэтому ориентируйтесь на половинную величину.

Зная, сколько киловатт нужно на обогрев моечной, вы получаете площадь теплообменника, а из нее — длину трубы для «самовара» или змеевика.

Рассмотрим пару вариантов самостоятельного изготовления теплообменников.

Предположим, что вы решили повысить КПД печи за счет установки теплообменника на дымоход.

  • Толщина требуемой для этого стали 2,5 мм.
  • Помимо листового материала понадобятся две трубы с разным диаметром.
  • Меньшая должна прилегать к трубе дымохода, большая — быть на 5-10 см шире первой.
  • Из листового металла вырезаются два круга под диаметру большей трубы, потом по центру вырезается отверстие под диаметр меньшей и все аккуратно заваривается.
  • Еще нужно проделать отверстия под патрубки, через которые будет приходить и уходить вода.
  • Патрубки делаются с резьбой и должны подходить под диаметр соединительных труб.

Другой вариант теплообменника на дымоход — змеевик из медной трубки диаметром 10 мм, который делается с расчетом плотного обвивания трубы дымохода. Достаточно 1,5-2 метров трубы. Концы змеевика вставляются в гайки, развальцовываются под штуцеры, к гайкам потом прикручиваются штуцеры.

Вот пара видеороликов в тему:

Видео

Как самостоятельно согнуть медную трубку с трубогибом.

Принципы монтажа, подключения и безопасной эксплуатации

  • Варианты монтажа зависят только от выбора расположения обменника. Сложнее всего придется в том случае, если решено ставить его внутрь готовой печи, где он не планировался изначально. Под это придется разбирать корпус, делать отверстия. Гораздо проще воспользоваться навесной конструкцией или надеть змеевик, либо же «самовар» на дымоходную трубу.
  • Что касается труб, которые соединяют теплообменник с баком, то для самотечной конструкции важно соблюдать уклоны, а также помнить о том, что крепление труб не должно быть жестким — позвольте им свободно «ходить» при тепловом расширении.
  • Материал для труб — лучше всего медь, а соединения — латунь. Приобретая уплотнители, обращайте внимание на их способность выдерживать большие температуры.

Безопасность эксплуатации зависит от вашей памятливости. Главное не забывать о двух вещах:

  • покидая баню, нужно сливать всю воду из системы;
  • протопку не стоит начинать, не убедившись в том, что накопительный бак полон воды.

Если кирпичная печь с внутренним водяным контуром затоплена, а воду вовремя залить забыли, лучше не делать это, когда печь нагрета.

Важно также не допускать закипания жидкости в системе.

Печи для бани с теплообменником: отзывы

Отзывы потребителей, чьи моечные получают горячую воду от теплообменника в парилке или помещения бани отапливаются с его же помощью обычно положительные.

По словам одного из пользователей, он некоторое время держал в бане бойлер для нагрева воды, но ради экономии решил перейти на более дешевую конструкцию. А подумав еще немного, и вовсе не стал покупать готовую, а своими силами скрутил змеевик и установил его внутри печи. Результатом доволен.

Также не жалуются те, кто приобрел печь с уже встроенным водяным контуром, потому что вода становится горячей за полтора часа, а парилка доходит за два.

С отопительными системами тоже нет проблем — радиаторы, выведенные в холодный предбанник еще одним владельцем бани, решили проблему холода, печка хорошо справляется и с обогревом совмещенной моечной и парилки, и с отоплением предбанника.

Убедились, что печь для бани с теплообменником лучше и выгоднее бойлера? Она вам и смежные помещения обогреет, и воду горячую для мытья сделает. А заодно и КПД печки повысит, если повесить обменник на трубу дымохода. Стоят обменники недорого, но их и сами сделать просто. В общем, рекомендуем.

Чтобы увеличить уровень комфорта своего жилища, владельцы прибегают к использованию различных приспособлений. Бесперебойное водоснабжение горячей и холодной водой остается наиболее актуальным вопросом. Среди разного рода устройств, обеспечивающих подобные нужды, можно выделить теплообменник от отопления для горячей воды.

Особенности

Данный прибор дает возможность в значительной степени расширить функциональные возможности оборудования, основным назначением которого является обогрев помещений. Поскольку подача холодной и горячей воды является фактором, свидетельствующим о благоустроенности жилого дома, наличие эффективного оборудования для этой цели является обязательным.

С водоснабжением холодной водой в частных домах ситуация обстоит несколько проще, чем с ГВС. Горячее водоснабжение представляет собой более сложную систему, где продуктивность работы напрямую зависит от нагревательного механизма. В роли такого элемента довольно часто выступает отопительный бытовой котел.

В продаже существует огромное количество подобных агрегатов, которые различаются по своим конструктивным особенностям. Исходя из этого, нагрев жидкости будет осуществляться по-разному. К одному из вариантов, который в последнее время получил широкое распространение, стоит отнести теплообменник для горячего водоснабжения.

Устройство имеет такое название благодаря своей главной функции – в теплообменниках происходят процессы обмена температурами. А поскольку дело касается ГВС, становится понятно, что тепловая энергия от горячей воды из отопления передается холодной, чтобы та достигла нужной температуры. На некоторых предприятиях используются воздушные теплообменники с вентиляторами, кроме того, существуют теплообменники для дымохода, которые позволяют экономить тепловую энергию.

Особенность процесса заключается в том, что горячая вода из отопительной системы циркулирует через теплообменник, при этом отдавая определенную часть тепла холодной жидкости, находящейся в какой-либо емкости. Обычно в роли резервуара выступает бойлер. А весь процесс именуется косвенной технологией нагрева, поскольку в ходе обеспечения нужной температуры воде не происходит непосредственного контакта энергоносителя с конструкцией подогрева системы подачи воды.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *