регистр для нагрева воды в бане

Теплообменник для бани: зачем нужен, как установить и подключить на банную печь

Сделав правильный выбор отопительного оборудования, можно париться и мыться без покупки и установки бойлера. Надежный, современный, вместительный теплообменник для бани отлично справится с ролью нагревателя: он сможет поставлять в накопительный бак нужный объем горячей воды. В этой статье вы узнаете существующие сегодня варианты и особенности работы технического средства, практические достоинства и наиболее популярные модели.

Что это такое

Устройство служит для нагрева воды в бане. Его принцип работы основан на физических свойствах горячей воды, расширяющейся и поднимающейся вверх, а холодная при этом остается внизу.

Обычно теплообменник небольшого размера, поэтому жидкость в нем быстро нагревается. К нему присоединяются две трубы – снизу и сверху. Таким образом, горячая по верхнему патрубку, замещаемая снизу холодной, поднимается в бак, который может находиться как в парилке, так и в смежном помещении, как правило – в мойке. При этом вода низкой температуры по нижней трубе постоянно без принудительной подачи добавляется в устройство для нагрева.

Варианты нагрева воды в бане от печи

Выделяют следующие модели:

1. Емкость самоварного типа – устанавливается на выходной патрубок дымохода. Нагрев происходит за счет тепла уходящих в трубу дымовых газов. К штуцеру на дне бака подсоединяется кран для разбора горячей воды. Если у вас нет помывочной, то данный вариант будет отличным решением для нагрева. Мы рекомендуем обратить внимание на следующие условия эксплуатации:

2. Теплообменник самоварного типа (небольшого размера с возможностью подключения к баку), который можно расположить в любом месте. Удобен тем, что при его наличии, бак можно разместить в помывочной. Из очевидных преимуществ перед остальными вариантами – быстро нагревает воду.

3. Теплообменник, который устанавливается на стартовый дымоход.

4. Стартовый дымоотвод + бак-рюкзак – вариант с нахождением в парной и отсутствием регулируемой конвекции для прогрева помещения.
Емкость соприкасается со стенкой трубы дымохода, за счет чего происходит нагрев жидкости. Из недостатков также можно отметить, что данная модель не имеет защиты от жесткого инфракрасного излучения, и в случае сильного нагревания, вода начинает кипеть.

5. Дымоход-конвектор со встроенным в него нагревателем.

Особенности: регистр находится внутри трубы, из которой выходят 2 одинаковых штуцера ¾ дюйма с внутренней резьбой. С помощью патрубков устройство соединяется с баком, висящим в удобном месте.

Выбор зависит от пользователя: чему отдать предпочтение, производительности или комфорту в обслуживании, экономии полезной площади или топлива.

Различие по видам

Простейшие конструкции теплообменников представляют собой змеевики с выведенными из резервуара концами: один забирает жидкость комнатной температуры, другой – выпускает уже горячую.

Более сложные являются системой, состоящей из двух металлических резервуаров с антикоррозионными свойствами – цилиндрической и прямоугольной формы с соединительными трубами.

По месту расположения бака с водой

Выделяют два способа:

Преимущества установки теплообменника в парной

Особенности установки и работы теплообменника

Устанавливается между топкой и конвектором:

Производительности устройства емкостью в 5 л хватит для быстрого наполнения горячей водой 120-литрового бака. Пользоваться просто – достаточно организовать своевременную подачу жидкости (бесперебойность можно обеспечить использованием циркуляционного насоса) и «кормить» топку дровами.

При монтаже теплообменника (рекуператора) для бани необходимо учесть следующие моменты:

Чем дольше эксплуатируется теплообменник, тем более оправданной с экономической точки зрения оказывается установка.

Правила установки теплообменника на банную печь

Необходимо руководствоваться следующими правилами:

Как подключить теплообменник, если бак находится в парной:

Второй вариант подключения: бак ставим ниже, а штуцер для подводящего контура ставим сбоку. Но есть нюанс, если уровень воды будет ниже верхнего штуцера, циркулирования не будет. В теплообменнике она будет стоять и периодически доходить до кипения, а в баке она так и будет прохладной.

Если требуется разместить бак в помывочной, следует соблюдать те же принципы, что и при его расположении в парной.

Чем и как соединять внешний бак с теплообменником

Помните, что элементы, контактирующие с печкой, накаляются, температура их поверхности превышает 100 0С. Поэтому патрубки должны быть из нержавейки (чугун не подойдет, так как он подвержен коррозии). А вот обычные трубы допускаются из металлопластика, их даже можно заменить гибкими шлангами. Главное, чтобы диаметр был 1 дюйм или 3/4, иначе циркуляция будет плохой.

Уплотнители используйте из тангита, прокладки для фитингов – из паронита. Не стесняйтесь заменять заводские элементы нестандартными, но выполненными из термостойкого материала. Не забудьте о сливном кране – он просто необходим, чтобы законсервировать систему на сезон холодов или для быстрого удаления застоявшейся жидкости. В обратном случае, во время морозов оставшаяся вода замерзнет и разорвет трубы.

Обзор печей с теплообменником

Существуют встраиваемые модели теплообменников. Ниже мы рассмотрим популярные из них.

Банная печь с бойлером

Начнем с того, насколько такое решение обосновано с экономической точки зрения. Монтаж данного устройства повышает КПД используемого оборудования. С ним отработанные газы не просто бесполезно улетают в атмосферу, но и попутно нагревает воду, которую затем можно использовать для купания или других бытовых нужд. Поэтому он многократно оправдывает факт своей установки в долгосрочной перспективе.

Везувий Скиф 16 ВЧТ

Мощная и скоростная, с право- или левосторонним расположением нагревателя воды, оборудованная сеткой. Может похвастать стальной топкой с толстыми стенками (8 мм), благодаря которым не боится даже постоянного воздействия высоких температур.

Торнадо 20М2

Производительная, тяжелая (125 кг). Оснащена чугунной дверцей, встроенным теплообменником и вместительным боковым кожухом, рассчитанным на 240 кг камней. Должна устанавливаться на усиленный фундамент. Зато и КПД впечатляющее.

Harvia 20 SL Boiler

Установка и подключение теплообменника и бака в бане

Что нужно знать об эксплуатации

Если вы ознакомились с инструкцией, купили теплообменник в баню, убедитесь, что выполняются следующие условия:

Безопасность при эксплуатации

Чтобы предупредить возникновение аварийных ситуаций, соблюдайте следующие меры предосторожности:

Простейшие теплообменники

Для облегчения выбора агрегата предлагаем вам ознакомиться со следующими вариантами.

Змеевик для печей

Простейший вариант теплообменника – труба (из алюминия, меди или другого пластичного и антикоррозионного металла), загнутая в спираль или, реже, иной формы. Носитель по нему эффективно движется самотеком, если общая его длина менее 3 м. Нагревается за счет раскаленного воздуха, а не контакта с огнем. На концах такой конструкции производят резьбу (наружную) – для фитингового соединения с баком.

Располагать змеевик можно как прямо в топке, внутри, так и вне ее. Форма его бывает самой разной, начиная от простейших U-образных подков, продолжая уже упомянутыми спиралями с различным количеством витков и заканчивая сложными сварными регистрами. Последние делают ради повышения надежности и уменьшения энергопотерь, но так как они получаются крупногабаритными, то их, как правило, ставят в просторные каменки.

Прямоугольный бак на трубе

Это еще один тип – уже не внутренняя цилиндрическая емкость, а конструкция, состоящая из воздухонепроницаемого корпуса, выполненного из нержавеющей стали.

Принцип действия остается таким же – нагреваемая жидкость поднимается в резервуар, охлажденная идет обратно. В реализации для него подойдет дымоход диаметром Ф115мм (без применения переходника) или 110мм (с использованием), а попадание отработанного пара в комнату почти исключено. Правда, система должна быть герметичной, важно своевременно пополнять конструкцию водой.

Рекомендации опытных мастеров

Вот еще несколько советов, подсказывающих, как установить теплообменник в бане максимально рационально:

Выбирайте долговечные материалы и подходящую конструкцию, верно производите расчеты, строго следуйте инструкциям и рекомендациям. Грамотный мастер знает, как сделать и подключить теплообменник в бане, ведь правильная установка будет залогом безопасной эксплуатации оборудования, а значит и комфортного купания после парилки.

Напоследок видео о том, как устроена универсальная модель теплообменника:

Источник

Регистр для нагрева воды в бане

Система горячего водоснабжения (ГВС) включает в себя регистр ГВС (отрезок металлической трубы, вмонтированный в кирпичную печь, часто за свою изогнутую форму называемый «змеевиком»), соединенный 2-мя трубопроводами (напорным и обратным) с баком для нагрева воды.

Расчетными величинами в нашем случае будут являться геометрические размеры регистра ГВС и бака для горячей воды.

Сразу оговоримся, что размеры «змеевика» будут определяться количеством воды, которую необходимо нагреть для своих нужд в бане (для мытья, запаривания веников, поддач на каменку, опаривания стен, потолка, полоков и пр.). В свою очередь время нагрева воды должно быть не больше времени приготовления бани.

Как правило, время приготовления бани с кирпичной печью может варьироваться от 2,5 до 4 часов (в зависимости от времени года и температуры воздуха).

Если же учесть еще время для «настаивания» бани (равномерного прогрева ограждающих поверхностей парной до температур порядка 42-45*С), то в среднем на приготовление бани уходит 4 часа.

Поэтому в наших расчетах примем, что время приготовления бани составляет 4 часа.

Баню планируют принимать 4 человека.

Для мытья 1 человека в среднем требуется 3 ведра теплой воды, т.е.

36 литров воды с температурой

Теплую воду будем получать путем разбавления горячей воды в баке, нагретую с помощью вмонтированного в печь регистра ГВС, холодной водой из колодца (скважины).

Тогда, в первом приближении, воспользуемся соотношением

mх.в.* Тх.в. + mг.в.* Тг.в = mт.в.* Тт.в., (1)

из которого можно определить количество mг.в. и температуру Тг.в. горячей воды, которую надо взять для приготовления требуемого количества теплой воды с параметрами mт.в.и Тт.в.

Пусть для нашего случая для получения 36 литров теплой воды (mт.в.= 36 кг) с температурой Тт.в.=38*С возьмем 2 ведра (24 литра = mх.в.= 24кг) холодной воды с температурой Тх.в.=10*С. Горячая вода в баке должна иметь температуру Тг.в.=90*С.

Из уравнения (1) следует, что нам для этих целей потребуется mг.в.=12,9 кг (

1 ведро) горячей воды с температурой Тг.в.=90*С.

Таким образом, на семью из 4 человек потребуется 4*12,9=51,6 кг (литра) горячей воды с температурой 90*С.

Прибавим сюда еще 1 ведро (

12 л) горячей воды для запаривания веников, плюс 2 дополнительных ведра горячей воды для поддач на каменку и разбрызгивания на потолок и стены парной для создания требуемой климатической обстановки в парной.

На круг выходит потребность в

90 литрах горячей воды для принятия бани 4 человеками. Следовательно, бака для горячей воды объемом в 100 литров будет достаточно.

При этом помним, что этот объем воды должен быть нагрет за время приготовления бани, то есть за 4 часа.

Для нагрева 90 кг воды от температуры 10*С до температуры 90*С потребуется тепла:

Q = c * m * (Тг.в. — Тх.в.) = 4,2*90*80 = 30 240кДж, (2)

где с=4,2– удельная теплоемкость воды, кДж/(кг*гр.С); m – масса воды,кг; Тг.в. и Тх.в. –температура горячей и холодной воды, гр.С.

Для выработки такого количества тепла потребуется источник тепла мощностью

W = Q/t = 30 240* 0,2778*10-3 = 8,4 кВт, (3)

где 0,2778*10-3 – коэффициент перевода количества тепла из кДж в мощность источника тепла в кВт.

Таким образом, тепловая мощность регистра ГВС («змеевика»), вмонтированного в кирпичную печь, должна быть в 4 раза меньше (W

2 100 Вт/час), поскольку мы предполагаем нагреть данный объем воды (90 кг) не за 1 час, а за 4 часа (время приготовления бани).

Тепловая мощность регистра ГВС W (тепловая энергия Q, передаваемая через металлические стенки «змеевика» циркулирующей в нем воде, в течение t = 1 часа) будет прямо пропорциональна:

величине площади поверхности регистра S, м2;
разности средних температур печных газов снаружи регистра между его верхним и нижним концами dТвнеш. средн. = (Твнеш.верх. + Твнеш.низ.)/2, *С;
разности средних температур воды в регистре на его входе (нижний конец трубы, «обратка») и выходе (верхний конец трубы, напорный) dТвнутр.средн.= (Твнутр.верх. + Твнутр.низ.)/2, гр.С.

где a – коэффициент теплопередачи (теплоотдачи) от горячего воздуха (печных газов, омывающих «змеевик») через стенку стальной трубы регистра ГВС протекающей в нем воде, Вт/м2*гр.С.

Коэффициент теплоотдачи а является сложной функцией, зависящей от большого числа факторов (теплофизических свойств теплоносителей (печных газов и воды), их агрегатного состояния (газ, жидкость), геометрии стенки контакта между теплоностелями, температуры этой стенки, режимов (турбулентный или ламинарный) теплоносителей и их скорости).

Для рассматриваемой системы нагрева воды расчеты показывают, что а

В кирпичных банных печах разработки И.В.Кузнецова температура печных газов под крышей нижнего колпака, объединенного с топливником через «сухой шов» в единое целое, достигает температур порядка 900 — 1000*С.

Температура печных газов в колпаке за стенкой топливника на уровне его (топливника) пода достигает 500-600*С.

Именно в нижнем колпаке кирпичной банной печи за стенкой топливника и размещают регистр ГВС.

Таким образом, можно принять, что в режиме активного горения дров в печи средняя температура, омывающих «змеевик» печных газов, в среднем равна dТвнеш. средн. = ((900-1000)+(500-600))/2 = 700-800*С.

В то же время температура воды, выталкиваемая через верхний напорный патрубок «змеевика» в бак с нагреваемой водой, будет иметь во время нагрева более стабильную температуру, равную 80-90*С.

Температура воды, поступающая из бака с нагреваемой водой в нижний патрубок «змеевика» (по «обратке»), будет постоянно меняться по мере нагрева воды в баке. На первоначальном этапе это будет температура воды равная температуре залитой в бак холодной воды (в нашем случае это 10 *С). По мере поступления в бак все больше порций нагретой воды, температура воды в «обратке» будет неуклонно повышаться и в пределе стремиться к температуре, выходящей из верхнего конца регистра ГВС нагретой воды.

В конце концов, если горение дров в печи прекратиться, а вся вода в системе примет одну и ту же температуру, циркуляция через «змеевик» прекратится.

В общем случае можно принять, что в среднем на этапе активного горения дров температура воды на верхнем напорном конце «змеевика» равняется 80*С, а температура воды, поступающая через «обратку», равна 60*С.

Тогда средняя разность температур воды в регистре ГВС на этапе активного горения дров будет равна (80+60)/2=70ºС.

И вот мы подошли к конечному пункту наших расчетов – определению геометрических размеров «змеевика», способного нагреть за определенное время (4 часа) требуемый объем воды (90 литров) до заданной температуры (90*С).

Все необходимые для расчета величины у нас уже есть.

Итак, наш регистр ГВС должен иметь площадь поверхности равную (см.формулу (4)):

Принимая во внимание, что труба имеет форму цилиндра, тогда площадь ее поверхности можно представить как:

где п=3,14; D – диаметр «змеевика»,м; l – длина «змеевика»,м.

Имеем две неизвестные – длину регистра ГВС l и его диаметр D.

Верхний конец регистра ГВС, желательно, размещать за стенкой топливника чуть ниже хайла (отверстия в верхней части топливника для выпуска печных газов). Нижний конец регистра ГВС не целесообразно опускать ниже уровня пода топливника.

В банных печах И.В.Кузнецова под топливника находится в 5 ряду внешней кирпичной кладки. Хайло топливника, в зависимости от модели печи», может находиться на уровне 14 ряда кирпичной кладки (модель печи БИК 41), 18 ряда кирпичной кладки (БИК П1 и БИК П2) или, как в случае печи БИК П3 – 24 ряда.

Принято считать, что толщина 1 ряда кирпичной кладки печи с толщиной шва между двумя смежными рядами кирпичей составляет 7 см.

Тогда для модели банной печи периодического действия БИК П1, вполне достаточной для семейной бани, в нижнем колпаке печи у нас имеется пространство высотой в 13 рядов (0,9м) для размещения регистра ГВС.

Глубина внутреннего пространства колпака, где можно разместить регистр ГВС, в указанных печах БИК составляет 1 3/4 кирпича, т.е.

Таким образом, теоретически, в печь БИК П1 можно вставить регистр ГВС П-образной формы с максимальной общей длиной до 1,78 м.

Принимая эту длину «змеевика» для наших расчетов из формулы (5) определим диаметр трубы, из которой должен быть изготовлен этот «змеевик».

Расчеты дают значение диаметра трубы D

Но при этом, при расчетах следует, в обязательном порядке, учесть два фактора.

1-й фактор. Бак с нагреваемой горячей водой, который, как правило, находится в моечной, должен быть теплоизолирован. Это следует сделать, чтобы свести к минимуму теплопотери нагреваемой в баке воды. Если этого не сделать, бак с нагреваемой водой будет своими стенками греть моечную. Интенсивность тепловых потерь будет прямо пропорциональна разности температур нагреваемой воды в баке и температуры воздуха в моечной. Следовательно, за время подготовки бани можно не достичь желаемой температуры нагреваемого объема воды.

2-й фактор. При изготовлении регистра ГВС надо учитывать то, что рано или поздно придется производить его замену в печи на новый. Срок эксплуатации регистра напрямую будет зависеть от марки стали, из которой он изготовлен. Поэтому следует продумать вопрос, каким образом его придется извлекать из печи. Это обстоятельство накладывает ограничения на реальные максимальные размеры данного регистра, а также его геометрическую форму (наличие скругленных углов, наличие дополнительной секции, ввариваемой параллельно вертикальному отрезку «змеевика»).

Примечание. Для изготовления регистра ГВС лучше всего использовать аустенитную хромистую жаропрочную нержавеющую сталь марки 12Х18H9 или 12Х18H10T. В этом случае (при условии обеспечения качественной сварки) он прослужит у Вас без ремонта лет 10 и более!

Итак, подведем черту сказанному.

В результате проведенных расчетов мы выяснили, что семье из 4 человек в бане вполне может хватить 90 литров горячей воды, нагретой до 90ºС. Для этого достаточно иметь бак под горячую воду объемом до 100 литров. В кирпичную банную печь конструкции БИК разработки И.В.Кузнецова достаточно вмонтировать регистр ГВС П-образной формы из металлической трубы диаметром 36 мм и максимальной общей длинной 1,78м.

Руководствуясь изложенными в данной статье подходами, теперь в силах каждого рассчитать под свои запросы для своей бани конструктивные параметры основных элементов такой системы горячего водоснабжения.

GVS-v-BIK2.png
Описание:
Размер файла:	104.79 КБ
Просмотров:	639 раз(а)
ScreenShot04_red2.jpg Описание: Размер файла: 122.18 КБ Просмотров: 697 раз(а) Следующая тема Предыдущая тема Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах Вы не можете добавлять приложения в этом форуме Вы можете скачивать файлы в этом форуме

Powered by phpBB © 2001, 2002 phpBB Group :: FI Theme :: Часовой пояс: GMT + 3
Проект форум печников «Альянс. Печных Дел Мастера» © 2006-2021

Источник

Горячая вода в бане. Что такое теплообменник для банной печи?

Баня славится тем, что это единственное место, в котором можно прогреться до самых костей и, как говорится, «заново родиться». Но, кроме этого, у бани есть и вполне утилитарная сторона – в ней можно просто помыться. А что для этого нужно? Конечно, горячая вода.

Реалии таковы, что подвести в баню горячую водопроводную воду могут очень немногие – на загородном участке просто нет водопровода. Первый выход из положения, который приходит в голову – поставить бойлер. Но стоит только вспомнить, что электричество могут непредсказуемо отключать, как возникает желание найти, действительно, практичную альтернативу.

Такая альтернатива есть, и имя ей – теплообменник для воды. Банная печь с теплообменником становится не только источником пара, но и горячей воды – объемом от 60 до 100 литров.

Рис 1. Печь для бани Везувий Легенда с универсальным теплообменником и выносным баком для воды.

Что такое теплообменник для печи в баню и как он нагревает воду?

Конструктивно теплообменник прост, как три копейки. Работает он на основе прекрасно известного со школьной скамьи закона – тепло поднимается вверх, а холод опускается вниз.

Рис 2. Схема работы теплообменника банной печи

Устройство представляет собой совсем небольшой бачок объемом 1-2 литра. Он оснащен входным и выходным штуцерами, которые сообщаются с навесным баком.

Теплообменник располагается либо внутри банной печи, либо на ее поверхности. Вода в устройстве подогревается и устремляется в навесной бак. При этом холодная вода из резервуара уходит в теплообменник, заменяя ушедшую нагретую.

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 видео показано как установить «родной» теплообменник в печь для бани Ермак

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.

Условия для работы водяной системы с теплообменником

Получение горячей воды в бане с помощью печи с теплообменником может стать для вас дополнительной проблемой вместо решения основной, если вы неправильно подключите систему. Чтобы этого не произошло, следуйте следующим правилам:

Рис 4. Схема подключения навесного бака к встроенному теплообменнику

Запрещено использовать металлопластиковые трубы непосредственно сразу от печи. Минимальная длина труб из металла до начала металлопластиковых должна составлять 500 мм. от теплообменника.

Где купить печь для бани с теплообменником?

Если вы хотите всегда иметь у себя в бане горячую воду – присмотритесь к печам для бани с теплообменником на нашем сайте. Для наглядности можете сразу воспользоваться фильтром в верхней части страницы. В пункте «Нагрев воды» следует выбирать сортировку печей со встроенным или отдельным теплообменником.

Источник