Отопительная печь по праву считается полноценно функционирующим сердцем бани. С её помощью определяется функциональность этой важной возведённой постройки.
Основным строительным материалом для отопительной печи чаще всего является металл или высокопрочный кирпич. Существенное влияние при закладывании фундамента под данную обогревающую конструкцию оказывает тот факт, что кирпич гораздо тяжелее по сравнению с металлом, поэтому под него необходимо обустройство хорошего основания.
Совет: при укладке в бане отопительной кирпичной печи рекомендуется использование специальных прочных изделий с огнеупорными свойствами. Например, таким изделием может быть
шамотный кирпич с повышенной устойчивостью перед высокой температурой. Используемый силикатный кирпич не подойдёт, так как будет быстро деформирован из-за воздействия очень высокой температуры.
Трубное отопление в бане
Кирпичная печь с водяным контуром для бани приводит к эффективности обогрева и существенной экономии используемого топлива.
Основными преимуществами при этом являются:
- меньшее количество используемых топливных ресурсов для поддержания необходимого уровня тепла и снижение цены эксплуатации;
- прогревание с помощью печи не только самой парильни, но и всего помещения постройки;
- равномерность прогревания, которая не может быть обеспечена использованием единственной печки, формирующей жар только вокруг себя.
Реализация возможна с помощью нескольких способов. О них и пойдет речь дальше.
Радиаторы
Печь для помещения бани, оснащённая водяным контуром, реализуемым на применении радиаторов, обладает следующим типом конструкции:
Сама печь, созданная из следующих материалов:
- Кирпич, с помощью которого создаётся тяжёлая и достаточно трудозатратная конструкция. Такая печь прекрасно удерживает тепло, но является подверженной деформированию при получении сильных тепловых ударов.
- Чугун. Обеспечивает высокий теплообменный уровень и применяется в изготовлении радиаторов. Недостатком является слишком большой вес, а также повышенная чувствительность перед температурой. В настоящее время чугунные печи сняты с производства.
- Сталь. Печь из стали обладает прекрасным теплообменом, имеет множество моделей по доступной стоимости. Стальные печи достаточно просто устанавливаются, имеют небольшой вес и являются устойчивыми перед температурой даже при превращении кипящей воды в пар из-за произошедшего выключения работающего циркуляционного насоса.
Контур отопительной системы создаётся таким же образом, как и от котла, работающего на твёрдом топливе. При этом разница заключается в более высоком расположении входного отверстия действующего теплообменника, что обязательно учитывается при проведении установки труб современной отопительной системы. Часто системы создаются двухтрубными, оснащёнными как верхним, так и нижним типом разводки.
Двухтрубная схема печного отопления с водяным контуром
Приготовление раствора
От раствора для проведения кладки зависит уровень прочности и срок эксплуатации сооружения. Самостоятельное приготовление такого раствора является сложным и достаточно ответственным делом, на которое требуется несколько дней.
Поэтапная подготовка песчано-глинистого раствора:
- Приготовление глины. Подходящей для кладки считается сорт синей высококачественной глины, но при его отсутствии подходящим будет местный материал. Увлажнённая глина за трое суток до начала рабочего процесса должна быть замочена в воде. При этом требуется периодическое подмешивание раствора и доливание воды. В итоге масса приобретает однородную по структуре консистенцию и становится похожей на жидкую сметану. Жирная глина вымачивается дольше.
- Приготовление песка. Подходящим вариантом для выкладывания кирпичной печи с водяным контуром является песок горного происхождения. При его отсутствии подойдёт как речной, так и морской сорт песка. Перед использованием для раствора песок очищается с помощью отстаивания в воде в течение нескольких дней. Периодически образовавшаяся грязная жидкость с песка сливается, а чистая доливается. Эти действия проводятся до получения полностью прозрачной жидкости. При этом песок очищается от загрязнений, а затем просушивается и просеивается.
- Замес и приготовление раствора. Сделанная из песка и цемента небольшая грядка перемешивается до однородного состояния. Полученная смесь помещается в ёмкость и заливается раствором предварительно подготовленной глины, а затем перемешивается. Итогом становится получения раствора, похожего по консистенции на густую сметану. Для повышения плотности получаемого раствора в него добавляется поваренная соль;
- Определение качества полученного раствора. Полученный раствор обязательно должен обладать достаточно высокой пластичностью, не растекаться и не рассыпаться на составляющие части. Для определения полученного качества он зачерпывается мастерком и раскладывается на кирпичах. Прилипание к мастерку свидетельствует о высокой жирности раствора и необходимости добавления в него дополнительного количества песка с водой. При плохой кладке раствора увеличивается количество добавляемой глины. Так определяется качество раствора.
После подготовки раствора начинается выкладывание кирпичной печи с водяным контуром. Кирпичи выкладываются по выбранной строго соблюдаемой схеме. В работе могут быть использованы как целые кирпичи, так и полученные после раскола фрагменты.
Такая работа осуществляется следующим образом:
- кирпич собственноручно размечается по плоскостям.
- По намеченным линиям кирпича прорубаются канавки с глубиной 2 мм.
- При удержании кирпича наносятся лёгкие удары мастерком на места вдоль канавок.
- Резко нанесённый удар по ребру приводит к раскалыванию кирпича.
- Расколотая плоскость отшлифовывается с помощью другого кирпича.
Кирпичная печь с водяным контуром своими руками является весьма практичным решением для обогрева помещения с минимальными вложениями. Перед началом монтажа необходимо изучение всех инструкций и выполнение проекта.
В верхней магистральной точке созданного печного отопления с водяным контуром своими руками требуется наличие расширительного бачка или включение в систему гидроаккумулирующей ёмкости, создающей давление воды в отопительной системе. Также к монтируемой системе подключается блок определения уровня безопасности со встроенным манометром, а также два клапана, один из которых является предохранительным, а другой — воздушным.
Водонагревателем может стать обычный радиатор, например, М-140, выбрасываемый из-за ненужности. Ёмкость составляет 1,5 литра, а площадь его поверхности достигает 0,254 кв.м. При соединении 12 секций получается нагреватель. Изготовленный из прочного материала котёл, обладающий данными характеристиками, в помещении занимал бы большое количество места. В этом и заключается преимущество подобной конструкции.
С помощью печи, оснащённой водяным котлом-радиатором, возможно отопление достаточно большой бани. Перед проведением установки самого котла необходима разборка радиаторов, очищение их от грязи и промывание горячим раствором 6% соляной кислоты. Затем проводится споласкивание водой и заменяются расположенные между секциями радиатора прокладки из картона, так как он сгорит из-за высокой температуры, а устройство потечёт. Для предотвращения этого рекомендуется применение шнура из асбеста, который пропитан графитовым порошком с добавлением натуральной олифы.
Элементы радиатора собираются в следующем порядке:
- в соединяемые между собой секции вкручиваются ниппели, на которые наматывается подготовленный асбестовый шнур. Ниппели затягиваются с помощью ключа.
- При стягивании двух из них подсоединяется третья.
- Проводится прессовка радиатора для проверки качества проведённой сборки.
- Начинается установка стояков, причём входное отверстие для холодной и выходное для нагретой воды размещаются по диагонали отопительной батареи. Все остальные присутствующие отверстия закрываются пробками для улучшенной циркуляции находящейся внутри воды. Также в этом случае желательно оснащение одного из установленных стояков левой резьбой. При её отсутствии в отверстие вворачивается простой ниппель, а на нём размещается муфта со сгоном.
Для повышения эффективности циркуляции труба проведённой обратной линии проводится через фундамент и расположенное под полом пространство, что увеличивает температурную разницу между проложенными линиями труб. Батарея внутри кирпичной печи с водяным контуром устанавливается с небольшим уклоном для эффективного выхода лишнего воздуха и его последующего попадания во внутреннюю часть системы. В проведённом канале для вывода дыма печи с размещённым нагревателем рекомендуется установка дверцы для периодической чистки.
Наиболее эффективным для радиатора отопления является размещение котла в печной топке для достижения максимального эффекта от отопительной системы. Поэтому котёл изготавливается из металла или бесшовных труб. При отсутствии такого типа труб шов укрепляется сваркой.
При установке оставляется небольшое расстояние на случай расширения агрегата при последующем нагревании.
Котёл может быть сделан самостоятельно из устаревших радиаторов отопления. Это позволит существенно сэкономить на материале и последующей сборке агрегата. При этом радиаторы из чугуна обязательно промываются соляной кислотой и водой, а расположенные между секциями батареи прокладки из картона заменяются на несгораемые из асбеста, дополнительно пропитанные олифой и качественной графитовой смазкой.
Теплообменник
С помощью этого устройства осуществляется обмен воды. Теплообменник выводится в другую сторону от нагревающего устройства. Трубки располагаются между стенками установленной камеры сгорания и прочным корпусом устройства, что способствует максимальной отдаче тепла.
Циркуляционный водяной насос
Он обеспечивает продвижение воды внутри труб, что позволяет прогреть теплоноситель по всему проложенному трубопроводу. Без него смонтированная система станет бесполезной.
Трубы и радиаторы
Они изготавливаются из металла, прочного чугуна или пластика. Радиаторные батареи чаще всего размещаются под окнами, в местах наибольших потерь тепла, а также равномерно по периметру здания. Размещённая в парилке отопительная печь также обогреет в холодный зимний период и другие комнаты банного помещения. Система полностью соединяется с помощью труб.
Известно, что радиаторная отопительная система является рассчитанной на силу закона гравитации. Перепад как выходного, так и входного отверстия трубопровода подобной системы имеет существенную величину. При этом выходящее отверстие трубопровода размещается выше входящего, поэтому чем больше температурная разница в таких трубопроводах, тем лучшей будет циркуляция во внутренней части радиаторной системы, повышающая эффективность печного отопления. Основной недостаток из-за наклона, а также незначительного перепада в трубопроводе сегодня с успехом компенсируется установкой современных насосов, которые работают от электрической сети.
Подобная печь прекрасно обогреет помещение из-за высокого КПД, доходящего до 85–90%. Прогретый кирпич длительное время будет нагревать установленную радиаторную систему, что эффективно сохранит тепло в доме.
Водяной пол
До момента монтажа труб и радиаторов действия проводятся аналогичным образом: устанавливается кирпичная печь с теплообменником и циркулирующий насос.
В дальнейшем инструкция приобретает некоторые отличия:
-
пол снимается до Образец укладки спиралью
Заливка металлопластиковых труб бетоном
Совет: в случае проведения покрытия обогревательной системы бетоном рекомендуется обязательное использование специальных добавок, повышающих устойчивость к сильно высоким температурам, так как обычная смесь из цемента значительно расширяется при нагревании с образованием трещин и деформированием.
Главными преимуществами такой модели печи являются:
- эффективное распределение получаемого тепла внутри помещения, позволяющее существенно сэкономить средства на достижении необходимого уровня температуры.
- Эффект нагреваемого пола, являющийся приятным при хождении босиком.
- Возможность компактного размещения. Известно, что радиаторы, размещённые вдоль стен и занимающие большое количество места, представляют собой травмоопасные устройства. Целесообразным в этом случае станет именно подпольный вариант размещения.
Заключение
Классическое банное отопление, которое появилось очень давно, сегодня может быть модернизировано, причём без вкладывания большого количества денежных средств. Для этого с помощью радиаторов или тёплого пола монтируется и подключается водяной отопительный контур.
Это сокращает затраты средств на печное отопление при помощи распределения поступающего тепла. Появляется возможность обогрева как парилки, так и всех помещений бани.
Основным недостатком считается только обязательное потребление электроэнергии, требуемой для работы насоса, без которого невозможна работа смонтированного водяного контура.
Печь для бани с водяным контуром является более функциональной, чем не имеющая такового.
Она может использоваться для приготовления горячей воды и обогрева нескольких помещений при помощи водяной системы отопления.
Но потенциальному покупателю следует знать, что такие теплогенераторы выпускаются в разных исполнениях, так что перед приобретением стоит побольше узнать о достоинствах и недостатках всех разновидностей.
Устройство печи для бани с водяным контуром
Печь с водяным контуром отличается от обычной только наличием теплообменника — сосуда, через который прокачивается вода и в котором она нагревается.
На первый взгляд может показаться, что оснащение отопителя теплообменником — предельно простая задача, с которой может справиться любой домашний умелец. Действительно, врезать резервуар для воды в корпус теплогенератора несложно.
Гораздо сложнее правильно ответить на несколько связанных с этим вопросов:
- В какой части печи осуществлять отбор тепла? Однозначного ответа нет: если греть воду корпусом, процесс может занять слишком много времени; если расположить теплообменник в топке, это может привести к чрезмерному падению температуры и, как следствие, ухудшению характеристик печи (неполное сгорание топлива, падение КПД, большое количество копоти); попытка снять тепло в дымоходе без грамотного расчета приведет к переохлаждению дымовых газов, результатом чего станет ухудшение тяги и образование большого количества конденсата.
- Второй вопрос проистекает из первого: сколько тепла можно отобрать, чтобы и печь работала как следует, и водяной контур оказался эффективным?
- Какую конструкцию теплообменника можно считать оптимальной с учетом места его установки?
Как видно, чтобы создать совершенную с точки зрения теплотехники печь для бани с водяным контуром, необходимо не только выполнить сложные расчеты, но и немало поэкспериментировать с опытными образцами.
И вот какие варианты теплообменников показались производителям наиболее удачными:
Змеевик
Длинная свернутая в спираль трубка устанавливается непосредственно в топке, но так, чтобы контакт с пламенем был исключен. Таким образом, вода нагревается очень быстро и в то же время теплообменник застрахован от прогорания.
У такого решения имеются следующие достоинства:
- теплообменник очень прост в изготовлении, а потому дешев;
- приготовление горячей воды занимает минимум времени.
Змеевик для печки
Но есть и недостатки: слишком большое гидравлическое сопротивление такого теплообменника исключает возможность циркуляции воды за счет одной только конвекции (естественная циркуляция) — ее приходится прокачивать циркуляционным насосом. Таким образом, данный тип водяного контура является энергозависимым.
Аналогом змеевика можно считать пластинчатый теплообменник, которым сегодня оснащают некоторые модели дровяных печей. Он также устанавливается в топке и обладает теми же достоинствами и недостатками, что и змеевик, кроме того, что является более сложным в изготовлении.
Печь для бани из чугуна имеет массу преимуществ перед своим кирпичным собратом. Чугунные печи для бани — виды и особенности выбора.
Пошаговую инструкцию по изготовлению котла для бани своими руками вы найдете тут.
Знаете ли вы, в чем принципиальное отличие печи с открытой каменкой от закрытой? Если интересно, читайте эту статью.
Регистр труб внутри топки
Такой теплообменник представляет собой серию параллельно установленных трубок П-образной формы, концы которых приварены к двум коллекторам — входному и выходному.
С точки зрения серийного производства теплообменник-регистр более сложен в изготовлении, чем змеевик. Но в домашних условиях его, наоборот, выполнить проще. Как и змеевик, он обеспечивает быстрый нагрев воды, но не позволяет регулировать интенсивность данного процесса.
Банная печь с теплообменником
Важным недостатком трубчатого теплообменника является следующее обстоятельство: в отсутствие циркуляции вода в нем может закипеть, что приведет к разрыву стенок давлением пара. Чтобы этого не случилось, печи с водяным контуром этого типа оснащаются следующими устройствами:
- предохранительным клапаном, сбрасывающим избыток давления;
- системой автоматического регулирования положения заслонки в зависимости от температуры воды.
При угрозе перегрева заслонка прикрывается, за счет чего уменьшается интенсивность горения топлива.
Бойлер
Часть этого теплообменника охватывает топку с трех сторон в виде водяной рубашки, основной же объем воды располагается над топкой.
Внутри сосуда могут быть проложены трубы, по которым отводятся дымовые газы — так называемый жаротрубный теплообменник.
Сам бойлер изготавливается из листовой стали.
При подключении важно соблюсти главное условие: холодная вода должна подаваться через нижний патрубок, а горячая — забираться через верхний.
К сильным сторонам этого решения относят:
- значительную тепловую инерционность;
- способность накапливать внушительный запас тепла;
- возможность эксплуатации в режиме естественной циркуляции.
Недостатком является то, что такой теплообменник сильно понижает температуру в топке и этим оказывает заметное воздействие на процесс горения.
Регистр труб по корпусу печи
Вариант трубчатого теплообменника, который располагается вокруг топочной и частично вокруг дымохода. Он обладает целым рядом преимуществ:
- вода нагревается с достаточной скоростью, но при этом плавно;
- имеется возможность регулировать температуру нагрева;
- отбор тепла не приводит к переохлаждению внутреннего пространства топки;
- риск закипания теплоносителя почти исключен;
- система способна функционировать в режиме естественной циркуляции.
Печь каменка банная с регистром-теплообменником
Из-за столь внушительного перечня достоинств именно такой тип водяного контура применяется в современных печах для бани чаще всего.
Теплообменник для дымохода
Все вышеописанные теплообменники используют тепло камеры сгорания, в результате чего печь греет баню и каменку менее эффективно. Несложно понять, что гораздо выгоднее использовать для нагрева воды тепло дымовых газов, которое все равно выбрасывается на улицу. При такой схеме КПД печи сразу увеличивается на 10%.
Для ее реализации теплообменник устанавливается на дымоходе, причем есть два варианта его исполнения:
- Бак, охватывающий дымоотводящую трубу. Преимущества данного решения состоит в возможности эксплуатировать водяной контур в режиме естественной циркуляции.
- Змеевик, обвитый вокруг дымохода. Такой теплообменник сделать проще, но из-за высокого гидравлического сопротивления работать без циркуляционного насоса он не сможет.
Поскольку водяной контур этого типа не влияет на режим горения, им можно оснастить практически любую печь. Однако, и в этом случае отбор тепла должен осуществляться в меру: если дымовые газы будут охлаждаться слишком сильно, будет обильно образовываться конденсат, и ухудшится тяга.
Некоторые модели дровяных печей выпускаются в комбинированном исполнении, то есть их водяной контур состоит из соединенных трубами двух теплообменников: один находится в зоне топки, второй — на дымоходе.
Чугун имеет очень долгий срок службы. Чугунные печи для бани дровяные имеют ряд преимуществ, однако есть у данного агрегата и свои слабые стороны.
О преимуществах банной печи с закрытой каменкой для русской бани читайте далее.
Для бани
Особенность банной печи состоит в том, что она эксплуатируется периодически и в форсированном режиме (баню нужно быстро и качественно прогреть).
В таких условиях высокоэффективным окажется любой теплообменник, даже установленный на дымоходе, за исключением бойлера, в котором вода греется сравнительно долго: за короткое время протопки она может не успеть набрать достаточную температуру.
Также следует учитывать нецелесообразность устройства в бане системы отопления с естественной циркуляцией. Из-за долгого прогрева она подходит только для постоянного использования.
Для дома
При выборе печи с водяным контуром для дома следует учитывать, что здесь она работает постоянно.
Вот какие из этого делаются выводы:
- Теплообменник на дымоходе не является подходящим вариантом, так как в случае постоянного использования он приводит к быстрому засорению трубы (обусловлено обильным выделением конденсата).
- Если в доме имеется обычная система отопления, состоящая из радиаторов и рассчитанная на теплоноситель с высокой температурой (до 95 градусов), то подходящими можно считать теплообменник типа «бойлер» или «регистр труб внутри топки».
Если установлена низкотемпературная система отопления (теплый пол, подогрев плинтуса или большие медные/алюминиевые радиаторы), предпочтение следует отдавать регистрам труб по корпусу печи, либо установленному в топке змеевику, в котором интенсивность нагрева можно регулировать путем изменения количества омывающих его дымовых газов.
