Вбудований теплообмінник відкритого типу для банної печі
Найчастіше парну лазню зводять на окремому від будинку фундаменті, і це виходить інша споруда. Щоб підвести туди гарячу воду з бойлера, який знаходиться у ванній, розташованій усередині будинку, доведеться прокладати трубопровід повітрям або траншеєю, але для гарячої води це прям погано. Але є дуже простий вихід із такої ситуації – достатньо встановити теплообмінник на трубу димоходу в лазню, і гаряча вода для миття завжди буде до ваших послуг.
Теплообмінник для лазні
Спробуємо розібратися у призначенні теплообмінника на лазневу піч. Цей нехитрий пристрій дозволяє постійно мати гарячу воду в тому випадку, коли топиться піч. Як правило, така ємність має не дуже великий розмір, тому дуже швидко нагрівається, що повністю забезпечує потреби одного або маленької групи парильників. Сам бак може знаходитися прямо в парилці, неподалік печі, або його виводять в мийне відділення, але на швидкість нагрівання води це практично не впливає.
Види ємностей
На кресленні, наведеному вище, ви бачите еліпсоїдну модель ємності для гарячої води, де нагрівання відбувається за рахунок диму від дров або вугілля, якими опалюється банна піч. Такий варіант дуже популярний через свою зручну форму - його дуже легко навісити на стіну, якщо до бака приварити кріпильні кронштейни, як у електричного бойлера. Діаметр труби повинен відповідати діаметру димаря, щоб їх можна було щільно стикувати, і при цьому чадний газ не просочувався до приміщення. Розміри самої ємності можуть бути довільними, але доведеться враховувати одну просту закономірність – що більше води вміщується в посудину, то довше вона гріється.
Циліндричні ємності, як правило, мають невеликі розміри і їх встановлюють безпосередньо на вертикальну димовідвідну трубу стартового димоходу. Зрозуміло, що вся маса води, закачаної в теплообмінник, в даному випадку чинитиме тиск на димовідвідну конструкцію печі, тому тут дуже важливо, щоб упор мав хорошу основу. Топкове відділення в печах-кам'янках, як правило, роблять із товстої листової сталі, тому газовідвідна труба просто вварюється у її верхню частину. Такі теплообмінники зазвичай не роблять об'ємом понад 20-30 літрів, щоб не створювати надмірного тиску на топку. Проте вода нагрівається дуже швидко і її достатньо для кількох людей.
Корисне відео
Конструкції відкритого типу в порівнянні з вмонтованими в пічну топку ємностями зручні тим, що їх при необхідності можна зняти і почистити від накипу, який поступово (по ери накопичення) знижує ККД від тепловіддачі гарячих газів, що проходять через димовідвідну трубу. Ще однією перевагою відкритого теплообмінника можна назвати той факт, що його можна повісити на будь-якій висоті незалежно від висоти печі або навіть перенести з парильні в мийне відділення. Для теплообмінника будь-якої конструкції важливо враховувати, що при топці, що горить, в ємності обов'язково повинна бути вода - так він прослужить набагато довше.
Принцип роботи відкритого теплообмінника
Раніше звична схема підключення теплообмінника в лазні була наступною: усередині топки або на патрубок димаря монтували теплообмінний контур у вигляді змійовика, щоб якнайбільше рідини вступало в контакт з відкритим полум'ям або гарячим димарем. З цією метою використовували мідну чи сталеву трубу, інколи ж зварювали бачок з нержавіючої сталі. Вода в такий теплообмінник надходила із зовнішнього бака самопливом, і встановлювали його, як правило, неподалік печі. Через низьку швидкість циркуляції рідина встигала прогріватися до 85-90 ° C, але цього цілком вистачало.
Принцип влаштування сучасних теплообмінників залишився дуже схожим, тому що основним джерелом теплокалорій, як і раніше, залишається пекти. Але все інше змінилося: ємність із водою знаходиться зовні, і рідина гріється за рахунок гарячих газів, що викидаються в атмосферу. Така система має певні переваги. По-перше, теплова енергія топки не витрачається на підігрів – це замість топки робить сталева димовідвідна труба. По-друге, якщо бак для гарячої води встановити в мийному відділенні, він додатково обігріватиметься від температури повітря в приміщенні.
Закачування води в попередню ємність перед теплообмінником може здійснюватися або вручну, або доведеться підвести холодний трубопровід з дому та відкривати його за потребою. У той час, коли ви вирішили протопити лазню, водяний потік можна регулювати запірною арматурою, якщо встановити кран на місці подачі біля входу в ємність. Крім того, на теплообміннику про всяк випадок потрібно встановити підривний клапан, тому що якщо довго не використовувати рідину, що постійно підігрівається - вона закипить. Ще потрібно пристосувати маленьку ємність як розширювальний бак, до якого буде підключений душ.
Але це ще не всі можливості підключення такої системи – банна піч із теплообмінником може становити єдине ціле. Тобто, ємність приварюється збоку топки, але, бажано, щоб це було зовні - так будуть менше проблем з техобслуговуванням (іноді потрібно видаляти накип). Втім, якщо пристосувати кришку з доступом до внутрішніх стін ємності, очищення теплообмінника не стане проблемою. Цю конструкцію доведеться продумувати самостійно, орієнтуючись на розташування парилки та її загальну площу. Іноді як водогрійний казан вгорі топкового відділення монтують чавунний радіатор і це теж непогано, тільки це тимчасове рішення - в ньому неможливо очистити накип.
Примітка: сталеві внутрішні або зовнішні теплообмінники не є накопичувальною ємністю для гарячої води, тому вам все одно доведеться варити або купувати готовий бак - він одночасно послужить як розширювальний резервуар.
По суті, ми тут розглянули два способи нагріву води в ємностях – самоварний (від димовідвідної труби) та прямий (від топки банної печі). Який з них краще вибрати - дивіться самі, а нижче зможете дізнатися про деякі деталі монтажу.
Які матеріали можна використовувати
Водогрійний бак, який одночасно виконуватиме функції теплообмінника (це, як правило, ємності самоварного типу), виготовляються зі сталі різних марок. Найкраще, звичайно, якщо це буде нержавіюча або оцинкована листова сталь завтовшки 1,5-2 мм. Звичайно, ємність можна зварити зі звичайного металу, але варіант з оцинкуванням і нержавійкою передбачає меншу кількість накипу при нагріванні води, точніше, утворення накипу нікуди не подінеться, але набагато легше видаляти при профілактичному обслуговуванні. У кого є вдома листи з алюмінієвих або мідних сплавів можуть використовувати їх, але тоді ємність вийде занадто дорогою і варити її складніше, ніж сталь.
Монтаж теплообмінника самоварного типу
Спробуємо розібратися, як змонтувати теплообмінника самоварного типу у своїй парилці на димовідвід банної печі. Візьмемо стандартні матеріали із загальноприйнятими розмірами, а також обійдемося стандартними інструментами.
Матеріали та інструменти
Вам знадобиться мало матеріалів, але більше інструментів:
- оцинкована або нержавіюча труба Ø 100 мм;
- листова сталь оцинкована 2000×1000×1,5 мм;
- два різьбові штуцери з оцинковки або нержавіючої сталі на холодну та гарячу воду;
- зварювання електро або інше, яке зможете знайти;
- болгарка з відрізним диском по металу:
- електричний або акумуляторний дриль (шуруповерт);
- корончаста фреза з алмазним напиленням Ø 100 мм;
- східчасте свердло;
- учнівський циркуль, а ще краще готування;
- лещата слюсарні;
- слюсарний косинець, рулетка;
- напівкруглий напилок по металу, наждачний папір для шліфування кромок;
- маркер, але краще креслення.
Примітка: вибирати матеріал для зварювання теплообмінника (оцинкування або нержавіюча сталь) можете самостійно, але оптимальна товщина листа і стінок труби 1,5-2 мм.
Розкрий листа
Виходитимемо з того, що у нас лист оцинкованої сталі 2000x1000x1,5-2,0 мм і розкриємо його так, щоб цього матеріалу було достатньо для зварювання ємності теплообмінника. Бак вийде циліндричної форми завдовжки 8000 мм та діаметром 4000 мм. Спочатку розрізаєте лист упоперек так, щоб одна частина вийшла 1256x1000 мм - це для циліндра Ø 400 мм. Якщо хочете використовувати інший діаметр, то для обчислення довжини кола скористайтеся формулою С=2πR (за радіусом) або С=πD. Від фрагмента 1256×1000 мм відріжте ще частину, щоб у вас залишилася заготовка 1256×800 мм.
У вас залишається частина відрізаного листа 743x1000 мм (1 мм з'їдається на ширині різу). Тепер візьміть учнівський циркуль і накресліть на цій заготівлі два кола по 400 мм у діаметрі. Якщо у вас є вдома готовальня, то це ще краще, тому що там замість грифеля потужно вставити голку і, тим більше, вигнути ніжку, що креслить так, щоб вона опинилася під прямим кутом щодо поверхні. Коли розчертите кола, залиште хрестики в центрі кожної з них – це можна зробити голкою на ніжці циркуля або креслцем. Тепер акуратно вирізаєте болгаркою два диски за заданими розмірами і обробіть кромки наждачним папером або ж УШМ, щоб надалі не порізатися.
Корисне відео
Переходимо до складнішого завдання – потрібно буде в обох дисках вирізати корончастою фрезою два отвори по 100 мм діаметром під трубу для димовідведення. Щоб отвори вийшли точно по центру, у вас уже мають бути накреслені хрестики, про які йшлося вище. Для більш точного центрування спочатку просвердліть отвори тоненьким (2-3 мм) свердлом і лише тоді використовуйте корончасту фрезу з алмазним напиленням. Складність у цьому випадку полягає в тому, що метал товщиною 1,5-2,0 мм буде прогинатися, якщо його свердлити коронкою на вазі, тому знадобиться якась щільна і в той же час нетверда основа.
Найкраще для цієї мети підійде пісок, поверхня якого потрібно зробити рівною, щоб туди щільно лягла заготовка, а для зручності його можна набрати в картонну або дерев'яну скриньку. Крім щільного підстави для свердління листової сталі потрібна нерухомість заготівлі, так як затиснути диск на піщаній подушці вам не вдасться, то впріть коло в кут ящика, а з протилежного боку притримуйте пальцями, але краще пасатижами. Якщо хочете, можете змінити порядок дій місцями - спочатку просвердліть круглий отвір під димар, а потім вирізайте болгаркою диск для кришки циліндра. Якщо чотирикутну заготовку вперти в кут ящика, її буде зручніше утримувати під час свердління.
На одному з дисків, щоб не встановлювати підривний клапан, просвердліть східчастим свердло отвір потрібного діаметру для пробки, яка вільно відкриватиметься і закриватиметься. Корок можна зробити зі шматочка нержавіючої трубки, приваривши зверху капелюшок або зі шматочка поліпропіленової труби Ø 20 мм, напаявши з одного кінця заглушку. Другий варіант буде навіть зручнішим за перший, так як пробку з ППР навіть при закипілій воді можна відкрити і закрити голими руками. При сильному тиску, якщо пара не проб'ється в місці закупорки, пробку просто виштовхне з ємності - це дуже зручно і в рази дешевше за підривний клапан.
Тепер потрібно зварити циліндр із листа 1256x800 мм. Якщо ви працюватимете без підсобника, то буде дуже складно, але для фіксації країв прямокутника знадобляться лещата. Тепер затисніть у лещатах куточок листа так, щоб кілька сантиметрів прямокутника виявилися вищими за притискні губки, а решта звисала до підлоги. Якщо у вас є помічник, нехай згорне циліндр кромка до кромки і утримує, а ви чи хтось інший нехай прихопить шов у трьох точках (краю та середину). Тепер залишається тільки добре проварити стик, щоб вода не просочилася. Майте на увазі, якщо у вас немає достатньо практики у зварювальних роботах, то такий шов ви не зробите самостійно – краще запросіть професійного зварювальника.
Після того, як обіб'єте окалину з циліндра, можна зайнятися штуцерами для холодної та гарячої води. В даному випадку слід надходити саме в такій черговості: спочатку штуцери, а потім кришки та труба, щоб стружка та бризки розплавленого металу не залишалися всередині ємності. У верхній та нижній частині бака ступінчастим свердлом зробіть два отвори на холодну та гарячу воду під різьбовий фітинг, тільки спочатку продумайте їх місце розташування, щоб воно виявилося зручним для підключення. Перехідні фітинги на підключення PPR-20 повинні бути з нержавіючої або оцинкованої сталі, як уже згадувалося в переліку «Матеріали та інструменти».
Тепер потрібно акуратно приварити обидві кришки, але спочатку перевірте, чи проходить крізь них шмат труби для вставки. Справа в тому, що у цієї труби Ø 100 мм може виявитися не зовнішнім, а внутрішнім розміром, і тоді отвори в кришках вам доведеться розточувати напилком. Це довго, але нічого краще ви не придумаєте, втім, можна також виконати таку операцію за допомогою корончастої фрези, але для цього обидва диски обов'язково потрібно затиснути в лещатах. Саме обидва відразу, щоб прискорити процес, і вам залишиться лише приміряти при розточуванні отвору його прохідність за допомогою труби. Коли приваріть кришки, вставте в отвори соту трубу і також акуратно обваріть. Все, теплообмінник готовий до встановлення та експлуатації.
Готовий теплообмінник вріжте у вертикальну трубу, що виходить з топки, якомога нижче (наскільки дозволить конструкція печі та самої парилки), щоб не витрачати ККД від гарячого диму. На нижній і верхній штуцер різьбовий накрутіть різьбові паєчні фітинги PPR-20. Далі можете приступати до розведення холодної та гарячої води. Зверніть увагу, що поліпропіленова труба PPR-20 повинна бути армована алюмінієвою фольгою або склотканиною (PN-20), тобто уздовж труби ви зможете прочитати написи PPR-20 PN-20. Ці труби будуть йти від бака з холодною водою і відводити гарячу воду. У жодному разі не використовуйте PPR-20 PN-10 або PPR-20 PN-16 без армування – вони можуть прогнутися в гарячій парилці.
Корисне відео
Висновок
Ми не розглядатимемо, як правильно зробити розведення холодної та гарячої води поліпропіленовими трубами, оскільки це тема для окремої статті, а наша мета – теплообмінна ємність. Тим не менш, вам буде набагато вигідніше встановити баки для холодної та гарячої води в парильній (якщо, звичайно, дозволить її площу), щоб витрачати менше теплової енергії на нагрівання (це прискорить процес теплообміну).
