Принцип работы и устройство
Современные котлы для бань на дровах, своими руками сделанные или купленные в специализированном магазине, имеют такой же принцип работы, как и построенные много лет назад. Внутрь топки помещается твердое топливо одним из возможных способов. Вариант зависит от типа печи. Во время горения собирается зола с сажей. Они просыпаются сквозь колосники в зольник. Оттуда остывшие частички удаляются вручную лопаткой.
Теплый воздух, прогреваемый горящими дровами из топки, поднимается вверх, обеспечивая теплом каменку и расположенный на ней слой камней. Последний медленно отдает свое тепло помещению, обеспечивая комфортную температуру для парилки.
Производители предлагают комбинированные котлы для бани на дровах, использующие газ в качестве альтернативного способа нагрева. Однако, не во всех районах есть возможность подключиться к системе газоснабжения, поэтому более популярной является классическая модель на монотопливе.
Отличие между конструкциями котлов в бане на дровах (фото ниже, цена здесь же или на сайте компании производителя) заключается чаще всего в расположении водяного бака.
Есть несколько зон его установки, которые обладают положительными качествами:
- Схемы с выносными баками. Этот тип является наиболее популярной конструкцией. С его помощью удается получать горячую воду, используемую в обогреве остальных помещений постройки. Эта модель позволяет хорошо прогреть воздух внутри, прежде чем вода успеет закипеть. Она востребована в банях, использующих сухой и жаркий воздух. Для материала бака используют качественную нержавеющую сталь. Монтаж осуществляется, как правило, в смежном помещении, а соединение проводится с помощью регистров, или шланга труб. Недостатком конструкции является относительная сложность монтажных работ, дополнительные расходы на регистры и трудоемкость монтажа.
- Наставной бак монтируется непосредственно в камеру к топке. Конструкция является актуальной для печей, изготовленных из труб. Прогрев воды в них осуществляется в верхней точке топки. Однако, это не всегда является эффективным решением. Главное правило, используемое при монтаже таких конструкций – максимальная герметичность для всех швов, что позволит продлить срок службы аппарата.
- Монтаж бака на дымоходной трубе отличается двумя вариантами установки: бак в форме куба или параллелограмма является проходным узлом на крышу или бачок служит проходным узлом через потолок на второй этаж. Емкость обогревается не только за счет теплообмена в трубе, но и благодаря печным регистрам, что позволяет использовать значительные объемы во время нагрева жидкости.
- Навесная конструкция бака предусматривает крепление на стену или другую вертикальную поверхность Вода прогревается внутри за счет теплообмена, получаемого от печных стен. Материал, применяемый для этой конструкции – нержавеющая сталь.
Средние расценки на печи с различным расположением водяного бака
| Наименование (бренд) | Тип расположения водяного бака | Цена, руб. |
| Тунгусска | на дымовой трубе | от 12000 |
| Helo (Финляндия) | встроенный | от 27000 |
| Сахара | навесной | от 14000 |
Кирпичная печь: преимущества, разновидности
Кирпичная печь по своим эксплуатационным характеристикам превосходит металлическую. К преимуществам кирпичных конструкций относят следующие:
- «комфортное тепло». У этого бытового термина есть вполне логичное обоснование. Ученые выяснили, что при нагревании металла выделяются инфракрасные лучи. Они могут обжечь кожу, сжигают кислород. Кирпичи выделяют другой вид тепловой энергии, он считается безопасным для кожи и кислорода;
- кирпич долго держит температуру (до 24 часов), а металл быстро остывает (в течение 2-3 часов);
- для кирпича не требуется дополнительная защита в целях обеспечения пожарной безопасности. С металлом – совсем другая история.
Цена печки для бани из кирпичей своими руками может доходить до 20 тысяч рублей (все зависит от стоимости стройматериалов в вашем регионе).
Печь для бани своими руками из кирпича обойдется на порядок дороже металлической, которую можно купить в магазине. зато она дольше держит тепло
Это дороже и затратней, чем покупка изделия из металла в магазине. Почему же тогда именно агрегатам из кирпича многие владельцы отдают предпочтение? Такая печка долго прогревает помещение (от 5 до 12 часов в зависимости от площади бани), зато надежно удерживает тепло. Немаловажный фактор – долговечность. Не зря говорят, кирпичную печь в бане строят один раз и на всю жизнь.
От того, как будет возведен отопительный агрегат, будет зависеть вид бани:
- баня «по-черному»;
- баня «по-серому»;
- баня «по-белому»;
- «плитная» баня.
«По-черному» – это привет из прошлого. В древней Руси все бани были устроены таким образом, ведь дымоход был слишком дорогим удовольствием. Сажа, дым и копоть от печки оставались внутри помещения. Чтобы человек не угорел от углекислого газа, строение снабжали окошками, которые открывали во время помывки. Чтобы войти в баню, ее проветривали до тех пор, пока из нее не выходил весь дым. Сегодня такие конструкции используют крайне редко.
Банька «по-серому» превосходит первый тип по эксплуатационным характеристикам. Имеет небольшой дымоход. Внутрь печки кладут камни, чтобы дольше сохранялось тепло. На камнях остается сажа. Пользоваться баней можно, когда полностью сгорят дрова. Вариант не пользуется популярностью у любителей банного отдыха.
«Плитная» представляет собой такую конструкцию: сверху кирпичей кладут чугунные плиты, на них размещают камни и металлические бачки с водой, которую используют во время банных процедур. Камни и баки надолго удерживают тепло. Строительство плитного здания усложняют именно чугунные плитки. Их не просто раздобыть, к тому же они значительно утяжеляют конструкцию. Нужна ли вам лишняя нагрузка на фундамент? Такой тип используется крайне редко.
Баня «по-белому» – самый распространённый вариант. Печка в ней напоминает русскую печь для дома. Она снабжена длинным дымоходом. Гарь и копоть не оседают на стенах помещения. Заходить внутрь можно, даже если дрова внутри еще не прогорели полностью. Отравление продуктами горения исключено.
Печь для бани своими руками “по-белому” исключает появление сажи и гари на стенах помещения, дым полностью выходит с помощью трубы
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:
ВАЖНО! Мощность теплообменника не должна составлять больше 1/10 от мощности печи.
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».
Если обменник висит на дымоходе, можно не считаться с правилом вычета его мощности из мощности печи. Только если он на или в ее корпусе.
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.
СОВЕТ! После проверки герметичности швов, монтажа на дымоход и разводки труб рекомендуется изолировать теплообменник с помощью минеральной ваты и фольги – это резко увеличит скорость нагрева воды.
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.
Обратите внимание! Развальцовывать медную трубку нужно точно под конус штуцера, чтобы они в итоге плотно прилегали друг к другу. Будьте аккуратны, потому что именно здесь в будущем возможны протечки, если развальцуете с неровной толщиной.
Вот пара видеороликов в тему:
Вот пара видеороликов в тему:
Видео
Как самостоятельно согнуть медную трубку с трубогибом.
https://youtube.com/watch?v=aZqYQhh1WBM
Без трубогиба.
https://youtube.com/watch?v=6golsrEzK4k
Изготовление котла для бани
Изготовление котла для бани
Железный котел имеет достаточно простую конструкцию. Подготовительные работы заключаются в изучении чертежей котлов, а также в покупке всего необходимого оборудования.
Изготовление котла для бани
Этап 1. Расходные материалы и оборудование
Стальная труба для изготовления котла
Помимо того, потребуются такие инструменты:
- сварочный аппарат (электрический);
- болгарка;
- круги по металлу.
Этап 2. Сварка опор конструкции
Чертеж котлаРазрезаем трубу
После подготовки всего необходимого можно приступать к работе.
Шаг 1. Корпус котла будет состоять из трубы, в которой нужно сформировать три опоры, расположенные параллельно земле, на трех разных уровнях. Для этого потребуются три куска арматуры ø1,4 см длиной по 3 см каждый.
Уровень №1 необходим для установки печи.
Высота уровня №2 рассчитывается в зависимости от планируемого типа дверки поддувала.
Уровень №3 должен располагаться в 20 см от верхнего края конструкции.
Шаг 2. В качестве дна используется круг соответствующего диаметра, вырезанный из листовой стали толщиной в 5 мм.
Печь изнутри
Шаг 3. Все дровяные печи имеют в своем составе колосник – металлическую решетку, необходимую для подачи кислорода в топочную камеру (устанавливается снизу). Для него потребуется круг из металла максимально возможной толщины, перфорированный или с прорезями.
Конструкция печиКонструкция печиКонструкция печи
Шаг 4. Крышка печи послужит еще и опорой для камней, поэтому ее вырезают из той же 5-миллиметровой стали. В центре крышки проделывается отверстие для дымоходной трубы.
Шаг 5. В нижней части трубы проделывается отверстие для короба, его закрывают печной дверкой.
Обратите внимание! Глубина короба зависит исключительно от толщины стенок!
Шаг 6. Сооружается сам короб, внутри него оборудуется перегородка для раздела топочной и зольной камер. Уровень этой перегородки должен совпадать с уровнем колосниковой, а сам колосник – находиться внутри котла.
С правой стороны круглая дверца для укладки камнейКотел для баниЦены на популярные модели сварочных аппаратовСварочные аппараты
Этап 3. Сборка конструкции
Этот процесс можно условно разделить на несколько этапов.
Шаг 1. Вначале в конструкцию вваривается короб. Если монтаж происходит в помещении (а в нашем случае именно так и происходит), то короб должен выходить либо в топочное отделение, либо на улицу.
Шаг 2. Затем на отверстие, проделанное в крышке, устанавливается дымоходная труба.
Готовый котел
Шаг 3. Строится фундамент для печи. Это может быть как обычная железобетонная плита, так и 10-сантиметровая бетонная стяжка, залитая на «подушку» из щебня толщиной в 15 см.
Шаг 4. Конструкция устанавливается на основание, на крышку укладываются камни.
Этап 4. Тепловой экран
Банная печь с кирпичным экраном
В большинстве случаев экран возводится из кирпича. Это можно сделать двумя способами:
- обложить котел целиком;
- огородить его небольшой стенкой.
Обратите внимание! В нижней части экрана нужно проделать небольшие отверстия – они необходимы для конвекции воздуха
Механизм функционирования
Металлическая печка, размещенная в доме, гараже или бане, в обязательном порядке оснащается дымоходом для вывода угарных газов и организации тяги. Эта труба в процессе протапливания печи может достигать очень высоких температур, порядка 200-500 ℃, что небезопасно для находящихся в помещении людей.
Если установить теплообменник на дымовую трубу, то можно существенно увеличить КПД печи, а также обезопасить себя от прямого контакта с горячей поверхностью. В установленном на дымоходе баке или змеевике теплоносителем будет выступать вода, однако, можно монтировать и воздушный теплообменник на трубу дымохода. Благодаря прямому контакту дымовой трубы с теплоносителем, их температурные показатели уравновешиваются, то есть вода или воздух постепенно нагреваются, а стенки трубы остывают.
По мере повышения температуры воды внутри регистра на трубу, она поднимается вверх, где попадает через специальный штуцер в водяной бак. Посредством входного штуцера, расположенного в нижней части теплообменника, в него попадает холодная вода, замещая теплую. Такая циркуляция продолжается постоянно, при этом вода может нагреться до очень высоких значений.
Разновидности печей для бани с теплообменником для воды
Агрегаты для прогрева парной могут выполняться нескольких видов, в зависимости от материала изготовления. Существуют следующие виды:
Металлические . Чаще всего изготавливаются из стали или чугуна. На рынке представлено много заводских моделей печей. Несмотря на это, они могут изготавливаться самостоятельно различной формы (квадратные, овальные, прямоугольные). В зависимости от конструктивных особенностей, могут иметь теплообменные емкости, разные дверцы.
Основными положительными сторонами металлических банных печей выступают: простота монтажа, доступная цена, быстрый прогрев комнаты, нет необходимости делать мощный фундамент, возможный монтаж водяного бака на дымоходе.
Негативные характеристики дровяной печи в баню с баком для воды – плохая работа при резком перепаде температуры, быстрая потеря тепловой энергии (остывание).
Кирпичные . Кирпичные печи для бани, оснащенные баком для воды, работающие от дров, отличаются отсутствием негативных параметров, которые есть у металлических вариантов. Благодаря каменной конструкции удается сохранять тепло на протяжении длительного периода. Красивый внешний вид тоже играет большую роль при выборе материала каменки, кирпичные варианты смотрятся намного красивее.
Несмотря на большое количество положительных характеристик кирпичной печи, выделяются некоторые недостатки: большая стоимость строительства, высокая сложность возведения конструкций, необходимость создания массивного фундамента.
Как выбрать оптимальную конструкцию
В сущности, мы уже ответили на этот вопрос в предыдущей главе, но ответ отсылал к конкретике той или иной бани.
Давайте еще раз посмотрим на определяющие пункты:
Как рассчитать нужный объем емкости? Исходите из того, что для одного моющегося нужно не менее 10 литров воды.
Как предполагается отапливать смежные помещения? Если нет других вариантов, можно использовать для этой цели выносной резервуар. Само собой разумеется, что в этом случае его не стоит теплоизолировать. Как другой вариант, можно использовать печь для нагрева антифриза в отдельной отопительной системе.
Готовы ли вы к созданию принудительной циркуляции? Если да, то никаких препятствий к выбору любой из описанных конструкций не имеется. В этом случае вы получите не только душ, но и, при желании, отопление через радиаторы. Правда, придется организовывать систему по всем правилам.
К примеру, не забывайте о необходимости установки расширительного бачка, который принимает избыток жидкости в системе.
Плюсы и минусы разных конструкций
В зависимости от обстоятельств отдельные достоинства могут перевешивать недостатки. Понятно, что если бак расположен на печи или пристроен сбоку, то из этого следует три неприятные вещи:
- постоянный нагрев воды приведет к образованию пара, но это будет не тот разогретый свыше 100 градусов пар, который зовется легким — тот получают только с перегретых камней. А из емкости будет валить обычный тяжелый пар, от которого в парилке тяжело находиться.
- использовать нагретую воду для мытья проблематично, если парная не совмещена с парилкой. Придется носить горячую воду в моечную и мыться так, как предки мылись).
- у баков, пристроенных на боку печи нагрев происходит хуже всего, потому что стенки печи прогреваются не так сильно, как верх или дымоход. Плюс еще стенка самого бака со временем потеряет теплопроводность из-за накипи, а стенка печи — из-за окалины. Поэтому вода прогревается плохо, внизу остается холодной, ее надо перемешивать вручную.
Однако есть и достоинства у подобных конструкций — их легко заливать водой именно потому, что емкость расположена не высоко. Но это если нет холодного водоснабжения тоже. В противном случае плюс нивелируется.
Кстати! Чем больше площадь соприкосновения емкости с водой и печи, тем быстрее нагрев. Но не всегда к этому стоит стремиться — зачем вам клубы тяжелого пара в непрогретой бане?
Конечно, возможность устроить душ с любого бака у вас все-таки есть. И, хоть печники и не советуют пользоваться насосом, принудительная циркуляция жидкости в системе спокойно заберет воду хоть с наставного, хоть с приставного бака. Главное — не забывать подливать.
Сами мы считаем оптимальной систему, в которой резервуар крепится на дымоходе. А будет это большой бак или теплообменник — зависит от того, как вам привычнее или удобнее мыться. Ну, или от того, будет в системе насос или нет.
Фото: теплообменник самоварного типа
Однако и у оптимальной системы есть свои недостатки. В частности, торговцы признаются, что соединение бака и трубы на входе внизу может сильно страдать от перегрева, например, в ситуации, когда вода наливается уже после растопки печи. Тогда шов расходится и надо заваривать. Другой недостаток — это выгорание трубы при сильном разогреве печи.
Обращайте внимание и на размеры заливного отверстия. У одних резервуаров оно большое, это даже откидная крышка, а у других — маленькое круглое
Все-таки вам придется заливать десятки литров, а также время от времени мыть бак изнутри!
На заметку! Печь вообще не стоит топить на пределе ее возможностей. Это сокращает срок службы металла, который неизбежно окисляется и превращается в окалину, а потом она осыпается и остаются дыры. Нижний кусок дымохода тоже прогорит, если так топить. Если не хотите подобного, вставьте внутрь кусок черной трубы из конструкционной стали нужного диаметра. Она и часть тепла заберет, и прочности конструкции добавит.
Полезное видео
В этом ролике объясняется подробнее про укрепление дымохода обрезком трубы:
https://youtube.com/watch?v=7xTgDKt4iTc
Больше узнать о недостатках навесного и крепящегося на дымоходе резервуара можно из следующих видеороликов:
https://www.youtube.com/watch?v=S5TRvRjgmLs
https://youtube.com/watch?v=JG_zj7JFsBk
Отличие котла от печи
Банная печь работает по следующему принципу. В топке печи сгорает топливо, при этом происходит образование несгораемых остатков — золы, летучих веществ — дымовых газов и выделение тепловой энергии, которая нагревает ее тело. Тело печи, в свою очередь, греет контактные поверхности и предметы, например каменную засыпку, которые, уже, за счет конвекции воздушных потоков повышают температуру в помещении. Другое дело котел в бане. В его камере сгорания то же происходит окисление топлива и выделение тепловой энергии, однако распределение ее в объеме помещения происходит не в процессе суховоздушной конвекции, а за счет циркуляции теплоносителя в замкнутом контуре. Рассмотрим, какие преимущества имеет банный котел перед печью:
- Котлы для бани, в процессе обогрева помещения ликвидируют практически все «мертвые зоны» помещения. То есть процесс обогрева становится полностью прогнозируемым и управляемым. К примеру, комната отдыха имеет большую площадь, нежели тамбур, значит, для ее обогрева необходимо разместить несколько радиаторов с достаточным количеством секций, а в тамбуре можно обойтись одним, но обустроить его так, что бы он создавал «тепловую завесу» в районе входной двери. То же самое можно предпринимать в районе оконных проемов. Рационально размещенный контур отопления, сможет нивелировать теплотехнические недостатки помещения, которые были заложены в него изначально, еще на этапе строительства.
- Котел в баню может быть как одноконтурным, так и многоконтурным. Один тепловой контур решает задачу обогрева помещения. Дополнительные — обеспечивают баню горячей водой, отвечают за работу «теплого пола» и прочее.
- Котлы в баню могут поставляться и в варианте автоматизированного управления. То есть большинство типичных задач истопника можно существенно облегчить.
- Банные котлы отличаются более продуманной конструкцией, значительно более высоким функционалом и, как правило, повышенным коэффициентом полезного действия и топливной экономичностью.
- Как это парадоксально не звучит, но вопрос, как установить котел в баню своими руками решается значительно проще, нежели, кажется на первый взгляд. Очевидно, что вне конкуренции по простоте установки выступают малогабаритные облегченные банные печи из нержавейки. Но вот сооружение полноценной кирпичной банной печи становится целой эпопеей. Мало того, что очень мало вменяемых специалистов — печников, которые могут сделать полноценный теплотехнический расчет и воплотить его на практике, так еще и постройка печи такого типа возможна лишь на стадии возведения самой бани. По крайней мере, в большинстве случаев.
- При общей площади помещения бани более 75 кв. м. отопление ее исключительно банной печкой видится малореальным.
А что же банная печь? Когда ее использовать целесообразнее и рациональней? Пойдем по порядку:
- Когда площадь внутренних помещений бани и их компоновка позволяют отопить все разделенные функциональные зоны посредством печи, в том числе, и с применением выносной топки.
- Когда количество одновременно принимающих процедуры человек не превышает 4, и вопрос горячего водоснабжения вполне решается применением навесных или насадных баков из нержавейки, которые монтируются непосредственно на печь.
- Когда для владельца бани принципиально качество получаемого пара, определенные виды которого можно сгенерировать исключительно на каменных печах сложной конструкции.
- Когда баня используется периодически, а использовать в качестве теплоносителя антифриз, для заполнения контура котла, в силу каких либо причин, невозможно.
- Котлы банные в виде многотопливных систем, гораздо сложнее конструктивно и на порядок дороже, нежели комбинированные печи.
- Котел для сауны или бани, в большинстве случаев потребует организации отдельного технического помещения или, как минимум, выделенной зоны — котельной. Печь не так требовательно в этом плане.
