Сделал теплообменник для нагрева воды в бане своими руками всего за 750 рублей и проверил как он греет воду
Друзья, всем привет! С Вами канал «Баня на 5+», меня зовут Дмитрий Лукин. Продолжая развитие темы нагрева воды в бане, я изготовил тестовый теплообменник стоимостью 750 рублей и протестировал его в своей бане. Внизу будет видео с изготовлением, монтажом и тестом, а сейчас пояснения к нему.
Для изготовления понадобится нержавеющая гофрированная труба диаметром 20 мм и длиной 5 метров (хотя, конечно, можно и побольше взять). Я купил такую в Леруа за 750 рублей. Эту гофру нужно скрутить в спираль, чтобы надеть на трубу дымохода. Получается такой интересный змеевик!
Мне не единожды писали в комментариях, что так (накрутив гофру вокруг дымохода) можно греть воду и это вполне рабочий вариант (есть удачные реализации). Вот решил сам попробовать!
Далее полученная спираль устанавливается внутрь каменки вокруг стартового дымохода.
Здесь следует сделать уточнение, что место установки выбрано для данной модели банной печи и следующего за ней дымохода-экономайзера. В других моделях или комплектах установка может отличаться.
Та часть стартового дымохода, вокруг которой намотана труба, очень сильно нагревается и даже раскаляется до красна при обычной активной топке. Жар от трубы передаётся камням вокруг и они лучше нагреваются, но в данном случае, это тепло будет отобрано на нагрев воды!
Да, будет какая-то потеря в нагреве камней, зато появится возможность греть воду!
Для того, чтобы холодный теплообменник не «сажал» каменку, я закрыл его вокруг отрезком нержавеющей трубы 200-го диаметра (был такой отрезок от прошлых экспериментов). Возможно, и без него будет хорошо работать, но, думаю, так будет лучше.
Кстати, заметьте очень важный момент! Для того, чтобы соединить тестируемый теплообменник с подводкой бака, мне пришлось вытащить около 1,5 метров трубы из печи (иначе не доставало). И в нагреве участвует лишь 3,5 метра трубы из 5! То есть. почти в 1,5 раза меньше положенного!
Теплообменник для банной печи: как собрать его своими руками?
Теплообменники в бане выполняют две задачи: нагрев воды в душевой и отопление комнат, прилегающих к парной. При этом изготовление теплообменника, его установка и правильный расчет вызывает достаточно много вопросов. Чтобы не допускать досадных ошибок поговорим о системе обогрева воды в бане с помощью теплообменника, выделим основные проблемы подобной системы и предложим пути решения.
Устройство и принцип работы
Что такое теплообменник? Теплообменник – это некое устройство, которое передает тепло тем или иным способом от источника или среды к другой среде. В нашем случае тепло передается воде посредством радиационного нагрева поверхности труб или нагрева поверхности трубы уходящими дымовыми газами. Рассмотрим каждый из вариантов теплообменников подробнее.
Наиболее распространенный теплообменник – это змеевик, по которому циркулирует вода. Такое устройство можно установить и в топке, и в дымоходе. Разница будет только в материале, из которого выполняется труба. Змеевик хорош большой площадью поверхности нагрева. Это означает, что при прочих равных условиях теплообменник в виде змеевика быстрее прогреет воду. Но при этом в змеевиках выше вероятность закипания воды, что грозит возможностью пережогу труб. Помимо порчи печи и всей системы с теплообменником, кипящая вода в трубах способна нанести вред здоровью человека.
Поэтому при установке змеевиков требуется применение ряда мер, направленных на борьбу с закипанием жидкости в трубах. По той же причине в покупных конструкциях практически никогда не используется такой вид теплообменников. Производитель больше заинтересован в длительном сроке службы при любых условиях эксплуатации, нежели в личном удобстве пользователя, которое выражается в скорости нагрева воды в баке душевой или в радиаторе отопления. Всего несколько случаев закипания жидкости в трубах способно испортить репутацию производителя и вытеснить его с рынка, поскольку большая часть «игроков» рынка теплового оборудования находится на виду у инженеров-теплотехников.
В покупных печах устанавливают плоские теплообменники или теплообменники типа «труба в трубе». Принцип плоского теплообменника достаточно прост: это пластина со свободным пространством внутри, куда поступает вода. Тепло поступает за счет радиационного нагрева от пламени. В принципе, эту конструкцию можно использовать и для установки в дымоходе, а значит и для нагрева воды теплотой уходящих газов. Но для того, чтобы плоский теплообменник в дымоходе имел возможность нагревать воду до приемлемых значений, придется увеличивать теплообменник, а значит и сам дымоход до невообразимых размеров. Поэтому применение плоских теплообменников оправдано только в пределах топки.
А вот теплообменник типа «труба в трубе» предназначении именно для расположения в дымоходе. Принцип работы такого теплообменника заключается в том, что труба дымохода, окружается трубой большего диаметра, куда поступает вода. Вода через стенку нагревается от дымовых газов. Само собой, такой теплообменник выполняется на коротком участке трубы, а не вдоль всего трубопровода. Теоретически теплообменник «труба в трубе» более эффективен, нежели плоский. Но при этом он не удобен, так как увеличивает габариты дымохода, поэтому чаще применяют плоский теплообменник, который просто встроить в топку печи.
Классификация видов
Классификация видов направлена на облегчение выбора теплообменника для каждого конкретного случая. Если обратить внимание на статистику, то станет ясно, что практически каждая баня это уникальный проект. Отличия могут быть минимальны, но они есть, а значит каждый конкретный случай зависит от характеристик помещения: наличия свободного места в помещении, наличия чердачного помещения и, конечно, бюджета стройки.
По месту расположения емкости теплой воды
Прежде чем делить систему по месту расположения емкости для теплой воды, разберемся, а на что вообще влияет расположение бака с теплой водой? А влияет оно в первую очередь на необходимость насоса. Дело в том, что полноценный насос установить в бане не получится, так как для него нужно отдельное помещение. Но по факту, мощная насосная установка в бане и не нужна. Будет вполне достаточно циркуляционного насоса систем отопления. Но, если бюджет не позволяет пользоваться техникой, приходится вспоминать законы физики.
Согласно школьному курсу, теплая вода легче холодной, а значит горячий слой «всплывает» над холодным. Так образуется небольшая разность давлений, которая при некоторых ухищрениях во время прокладки трубопровода позволяет создать систему с естественной циркуляцией. До массового распространения насосов на том же принципе работали системы отопления всех частных домов.
Система с расположением бака в парилке
По расположению бака с теплой водой системы бывают:
По расположению теплообменника
По расположению теплообменника выделяют системы:
Общие принципы установки системы
Есть несколько принципов, которые помогут вам сделать качественный и долговечный теплообменник:
Как сделать теплообменник самостоятельно
При желании теплообменник можно выполнить самостоятельно, важно технично выполнят все требования и делать конструкцию с большим запасом прочности.
Материалы и инструменты
Потребуются материалы для работы с металлом:
Кроме того нужны материалы:
Расчет размеров и мощности
Здесь самый интересный момент. Дело в том, что правильно рассчитать теплообменник невозможно. Слишком много условий, большая часть которых должна определятся в лабораториях опытным путем. Причин достаточно много:
Собственно поэтому, все теплообменники изготавливаются на глазок с приличным запасом прочностных характеристик. При самостоятельном изготовлении для змеевиков в топке используют стальных трубы с диаметром ¾, для змеевиков в трубе подходят медные трубы с диаметром 10 мм. Примерная длина змеевика – 1 м. Для стальных труб выполняется шаг в 10-15 см, для медных – чем меньше расстояние, тем лучше.
Инструкция по изготовлению теплообменника около отводящей трубы
При изготовлении теплообменника около отводящей трубы, главное – правильно загерметизировать все отверстия. Разберем пошаговый этап изготовления:
Теплообменник в печи
Теплообменник в печи — это тот же змеевик. Только стальную трубу, которая применяется в данном случае, не согнешь, как обычную медь. Поэтому нужно использовать прямые отводы. Для предотвращения вскипания воды в трубах, между поворотами делаются отступы. Так же, при установке змеевика в топку, рекомендуется установка циркуляционного насоса.
Установка и подключение
Теплообменник в топке удерживается кирпичной кладкой печи, в дымоходе прибор держится на отводах. Отводы желательно выполнять как можно меньшей длины. Главное правило монтажа подобной системы: никаких горизонтальных участков.
Перед подключением систему обязательно нужно проверить холодной водой. Для этого система заполняется водой и проводится осмотр каждого участка трубопровода. Любая дырочка со временем превратится в серьезную течь, поэтому лучше устранить все проблемы на этапе монтажа. Если финансовые возможности позволяют, желательно установить циркуляционный насос с простейшей автоматикой для включения и выключения циркуляции.
Как видно, ничего сложного в создании теплообменника в баню своими руками – нет Главное, правильно выбрать какой теплообменник необходим для каждого конкретного случая, исходя из габаритов помещения и финансового бюджета стройки