Дровяное отопление с водяным контуром своими руками


Дровяной котёл с водяным контуром: конструктивные особенности при изготовлении своими руками

В отличие от природного газа, дизельного топлива или электроэнергии — дрова являются общедоступным ресурсом. В регионах, обладающих значительными лесными ресурсами стоимость, по которой можно купить дрова, обуславливается порой лишь сложностью их доставки до потребителя, а цена киловатта тепловой энергии, получаемого в процессе сжигания дров, значительно меньше стоимости такого же киловатта, полученного от сжигания газа, мазута, дизельного топлива, или с помощью электрического нагрева. И такое положение дел характерно практически для всей территории нашей страны.

В этих условиях применение дровяных котлов для отопления становится не только возможным, но и выгодным с точки зрения снижения затрат. Одним из видов дровяных котлов, являются котлы длительного горения с водяным контуром. Использование таких котлов позволяет максимально эффективно распределять тепло по дому с помощью системы водяного отопления.

История металлических отопительных котлов и печей

Литые чугунные дровяные печурки, камины и котлы на дровах для нагрева воды используются человеком уже несколько сотен лет. Но особенности чугуна, как материала, не позволяли формировать на базе таких котлов эффективные системы водяного нагрева. Чугунным изделиям довольно трудно придать сложную форму, а сам материал настолько чуток к быстрому перепаду температур, что может внезапно трескаться, делая эксплуатацию отопительных котлов из чугуна сложной и опасной.

Современное состояние

С развитием технологий сварки стали, стало возможным производство дровяных котлов и каминов из тугоплавких сортов стали со сложной внутренней структурой. Эта возможность позволяет нам сегодня купить и своими руками установить у себя дома котлы сложных форм, с эффективными внутренними водяными контурами, или системой труб — теплообменников. КПД у таких котловых систем значительно вырос, срок службы увеличился, а неприхотливость и надежность в эксплуатации стали на порядок лучше.

При этом и современные дровяные отопительные камины, котлы и печи из стали, которые можно купить на рынке, не имеют сложных электронных систем контроля горения и обеспечения работы оборудования. Если, в каких-то моделях электронные системы контроля и присутствуют, то в минимально необходимом, для обеспечения безопасной эксплуатации, количестве. Конечно, это момент положительно сказывается на цене таких котлов отопления.

На базе снабженного водяным контуром котла на дровах, своими руками можно сделать весьма качественную систему отопления загородного дома.

Конструкция котла

    Итак, любой котел который вы можете купить состоит из:
  • топочной камеры
  • колосника
  • камеры для сбора продуктов сгорания (зольной камеры)
  • теплообменника (водяного контура)

Топочная камера — это сердце дровяного котла, или камина. В ней происходит сгорание древесины и выделение тепла. Летучие продукты сгорания попадают из топочной камеры в дымоход, выводящий их наружу. Поступление необходимого для горения воздуха в топочную камеру осуществляется через нижнее поддувало (зольник), или через регулируемые жалюзи в топочной дверке. Также топочная камера снабжена дверкой для загрузки топлива. Она может быть выполнена как из материалов корпуса котла, так и из стекла, как, например, у камина.

В нижней части топочной камеры расположен колосник. Через него оставшиеся от сгорания древесины угли и зола попадают в камеру для сбора твердых продуктов сгорания.

В зольной камере предусмотрена дверка, которая используется для очистки её от несгоревших остатков и для регулировки интенсивности горения путем усиления или уменьшения притока свежего воздуха в нижнюю часть топочной камеры. Вы можете делать это и своими руками и с помощью специального механического термостата, регулирующего приток свежего воздуха в камеру сгорания в зависимости от достижения заданной температуры жидкости в водяном контуре.

Теплообменником может служить водяной контур, являющийся как бы вторым корпусом топочной камеры. В таком варианте нагреваемая котлом жидкость циркулирует вокруг топки, изолируя её от наружного корпуса отопительного котла на дровах. Такой теплообменник весьма эффективен с точки зрения быстроты прогревания жидкости и уменьшения нецелевых потерь тепла, но при его повреждении по любой причине, ремонт этого контура может быть весьма затруднителен.

Также в качестве теплообменника может быть использована система труб, проходящих во внутреннем пространстве котла в местах наиболее эффективной отдачи тепла топочной камерой. Такая система является более удобной в ремонте, чем система сплошной водяной рубашки, т.к. каждую трубу, или всю систему труб, можно легко вытащить и заменить на исправную.

Внутреннее пространство котла

Топочная камера, система теплообменников, изолируется от наружного корпуса негорючими материалами с низким коэффициентом теплопроводности. Это может быть асбест, минеральная вата, шамотная глина, керамический наполнитель и т.п. материалы.

Такая теплоизоляция преследует две цели: — во-первых, за счет уменьшения теплоотдачи корпуса котла в окружающее пространство, значительно увеличивается КПД самого котла, в плане эффективности нагрева рабочей жидкости;

— во вторых, повышается безопасность эксплуатации самого котла, при установке его в помещении с подверженными возгоранию материалами конструкций строения дома.

Отопление современного дома котлом

И своими руками и с помощью подрядчика сегодня каждый домовладелец имеет возможность купить и организовать систему отопления загородного дома на базе дровяного котла. При этом котел, или камин, с водяным контуром, расположенный в одном из помещений дома, или даже в отдельно расположенном строении бойлерной, будет эффективно отапливать изолированные друг от друга стенами и перекрытиями помещения дома. Котел, сконструированный именно для нагрева воды, способен на протяжении многих отопительных сезонов надежно справляться с задачами отопления.

При этом система может быть организована как с принудительным перекачиванием теплоносителя, так и с его естественной, не зависящей от внешнего источника питания, циркуляцией.

Системы, не зависящие от внешнего источника питания, на первый взгляд, кажутся более привлекательными, в первую очередь, за счет полной автономности использования. Но при таком варианте компоновки системы, очень трудно добиться равномерного нагрева всех помещений. Почти всегда, в таких системах, в одних помещениях будет излишне жарко, а в других тепла будет не хватать.

Для системы с принудительной циркуляцией теплоносителя, конечно, нужен внешний источник энергии, расходуемой для работы насоса, перекачивающего теплоноситель, но потребность в энергии такого насоса очень незначительна, и, в случае нарушения внешнего электропитания, может быть легко компенсирована использованием резервных источников питания. Аварийные генераторы и резервные источники питания в любом случае необходимы в каждом доме на случай его отключения от общей электросети и аварийно запитать от них еще и циркуляционный насос не составит большого труда. Зато, равномерная циркуляция теплоносителя позволит поддерживать удобную температуру во всех помещениях дома, что, конечно, значительно сказывается на удобстве и комфортности проживания в нем.

Одним из вариантов водяных котлов для отопления дома, являются котлы т.н. длительного горения. Это могут быть пеллетные котлы, использующие в качестве топлива не обычные дрова, а специально приготовленные дровяные пеллеты, являющиеся продукцией сублимации отходов производств, использующих в своем цикле древесину.

Кроме этого, котлы длительного горения создаются и для обычных дров. В этом случае сложная система внутренних дымоходов затрудняет и подавляет стремительный процесс горения, увеличивая интервалы между загрузками очередной партии дров в топку и позволяя увеличить КПД котла за счет более рационального использования энергии выделяющейся при сгорании дров.

Перед тем как купить котел для Вашего дома, требуется определенная подготовка помещения. Тяжелый вес котла позволяет осуществить установку только на специально подготовленное основание. В качестве такого основания может служить специальная бетонная площадка. Под сам котел и перед ним целесообразно укладывать лист толстого металла, чтобы исключить возможность вываливания тлеющего, или горящего топлива на способные воспламенится предметы, расположенные снизу от котла. Расположенные вблизи котла, стены и потолок бойлерной комнаты необходимо надежно изолировать от теплового воздействия со стороны котла. В помещении должна быть предусмотрена надежная система вытяжки и пожарная сигнальная система, на случай задымления помещения.

Система дымохода для вашего будущего котла должна быть правильно сконструирована и исполнена. Очень важна правильная изоляция дымоходных труб от деревянных конструкций помещения. Температура продуктов сгорания, которые попадают в дымоход при интенсивном горении, достигает многих сотен градусов, и ненадлежащая тепловая изоляция труб дымохода может привести к пожару.

Правильно организованный дымоход очень важен и для эффективности работы самого котла. Если окончание трубы дымохода будет расположено слишком низко, в топке котла может формироваться недостаточная тяга, и процесс горения будет отличаться от того, который конструктивно закладывался производителем котла. Окончание трубы дымохода должно располагаться выше 50 сантиметров надо уровнем конька крыши. В этом случае при любых погодных условиях будет обеспечена правильная тяга в дымоходе.

В нижней части дымохода обязательно нужно предусмотреть и сделать сборник для конденсата, который образуется внутри труб дымохода при их остывании. Если этого не сделать избыточная влага будет попадать внутрь котла и вызывать его коррозию, что, конечно, снизит срок его службы.

В общем, ничего сложного, или особенного в системе отопления дома на базе водяного котла нет. Её можно легко спроектировать и собрать своими руками. В этом случае котел возможно без существенных затрат (так цена установки небольшая), врезать в уже существующую отопительную систему, используя его как запасной, или, даже, как главный источник получения тепла в доме.

Контроль и безопасность

Конечно, каждая отопительная система нуждается в средствах контроля и автоматики. Особенно это важно, если вы делаете эту систему своими руками и она располагается внутри дома, где любая неисправность может служить причиной пожара, способного привести к потерям имущества и даже человеческим жертвам. Сложные многоуровневые системы контроля процесса горения, способные обеспечить максимальную безопасность котла, или камина существуют, но оборудование, на котором они применяются, как правило, стоит дорого и не все его себе могут позволить купить. Но и у простых и недорогих дровяных котлов существуют системы защиты и контроля.

Самая простейшая система, о которой уже говорилось выше, состоит из несложного термостата, измеряющего температуру теплоносителя в рабочем контуре котла и регулирующего за счет механической передачи, заслонку, отвечающую за процесс доступа свежего воздуха в топку. Когда температура рабочей жидкости достигает заданного параметра, тяга свежего воздуха сокращается, и процесс горения замедляется. При падении температуры ниже заданного предела, заслонка приоткрывается, и горение дров в топке становится интенсивнее. Такая система делает эксплуатацию котла не только безопаснее, за счет регулировки температуры теплоносителя и ликвидации возможности его закипания в контуре нагрева, но и позволяет эффективнее использовать топливо, сокращая его ненужный расход на избыточный нагрев рабочей жидкости.

В некоторых котлах, с более сложной системой контроля, процесс горения регулируется с помощью приточного вентилятора, нагнетающего воздух в топку и плавно регулирующего процесс горения в соответствии с заданными параметрами. Такая система автоматики не только делает процесс горения более плавным и безопасным, а отопление дома более равномерным, но и позволяет реже осуществлять очередную загрузку дров в топку котла.

Особенности эксплуатации подобных котлов

  • невысокая цена (может себе позволить каждый домовладелец)
  • длительный срок эксплуатации
  • надежность (при правильной эксплуатации там просто нечему ломаться)
  • доступность и низкая стоимость топлива
  • настройка и обслуживание своими руками (не требует высокой квалификации)
  • относительно невысокое КПД (по сравнению с котлами на газу, или дизельном топливе)
  • требуется периодическая загрузка дров (один раз в 3-8 часов)

Как видим, такие котлы имеют как свои плюсы, так и свои минусы. Однако, то что они повсеместно распространены в нашей стране, говорит о том, что использование такого оборудования для нагрева дома в зимний период весьма эффективно.

gidpopechkam.ru

Печное отопление в частном доме: правила обустройства и схемы разводок с водяным контуром

Есть много способов обогрева частного дома, связанных с использованием газа и электричества. Но несмотря на изобилие современных методов, печное отопление все еще актуально при обустройстве загородных домов и дач.

Согласитесь, ничто так не подчеркивает колорит русской избы, как печь на дровах. Кроме того, твердотопливное отопление считается одним из экономичных вариантов.

Организацию системы обогрева начинают с выбора печного оборудования и определения типа отопительного контура. Предлагаем разобраться в устройстве и принципах функционирования водяного и воздушного отопления на базе печи. Для лучшего понимания вопроса мы дополнили материал схемами и наглядными фотографиями.

Отопление с помощью воздушной системы

Причина устойчивого предпочтения, которое владельцы частных домов отдают печному варианту отопления, заключается в экономичности эксплуатации – доступности дров, топливных брикетов или угля.

Недостаток состоит в ограниченности обрабатываемого пространства, который можно исключить путем устройства водяной и воздушной системы на основе кирпичного агрегата.

Специфика устройства отопления малоэтажных зданий печью представлена в фото-подборке:

Печное отопление по сей день популярно в частном секторе как наименее затратный, независимый и доступный вариант обогрева Существенным недостатком печной отопительной схемы считается ограниченность действия - печью сложно или вообще невозможно отопить более трех смежных комнат Печь - отличный вариант для обогрева малогабаритных дачных домиков, частных коттеджей на 2 - 3 комнаты, охотничьих заимок При проектировании печь не размещают у наружных стен, а устанавливают так, чтобы агрегат частично располагался по возможности в большинстве помещений В организации печного отопления частных коттеджей используются не только традиционные русские сооружения, но и изготовленные на заводе модели со стальным или чугунным корпусом Компактные агрегаты с тонкими стенками занимают минимум пространства, эффективно работают, оснащаются системами управления и контроля Традиционные кирпичные печи делятся на агрегаты периодического и непрерывного действия. В первых процесс горения удлинен по времени, вторые необходимо постоянно топить Для обогрева двухэтажных коттеджей устраивают двухэтажные агрегаты с одним дымоходом, внутри которого устраивается рассечка для оптимизации оттока дыма из обеих частей печи Вариант печного отопления в частном домостроенииПределы отопления печью загородных домовОбогрев небольших коттеджей и дачных домиковНюансы расположения печей в малоэтажных домахСтальная дровяная печь заводского производстваТонкостенный твердотопливный агрегатТолстостенная русская печь для дров, угля, торфаДвухэтажная каменная печь в частном хозяйстве

Принцип функционирования воздушного отопления на базе печи или камина заключается в передаче теплого потока, подогретого до рабочей температуры в теплообменнике или в котле. Воздух поступает либо сразу в помещение, либо через воздуховоды.

Благодаря относительно небольшому пути он не успевает потерять температуру. В результате достигается равномерное распределение тепла по дому.

Камеру для нагрева воздуха устраивают над топкой, чтобы горячая верхняя поверхность топки и дымоход передавали ей максимальное количество тепла. Циркуляция воздуха происходит естественным образом или с помощью вентиляторов.

Стальная печь заводского производства для обогрева помещения площадью 120 кв. м с помощью воздушных потоков стоит около 12 000 рублей

Естественная циркуляция происходит в результате разницы плотности холодного и горячего воздуха. Холодный воздух, попадая в нагревательную камеру, вытесняет горячий в воздуховоды.

Такой способ не требует наличия электроэнергии, однако при недостаточно быстром движении воздуха через камеру нагревания он сильно раскаляется, что может вызвать проблемы.

Воздушное отопление с естественным движением нагретого воздуха предполагает установку воздуховодов для направленного движения. В принудительных вариантах перемещение воздуха стимулирует вентилятор (+)

Принудительная циркуляция происходит с применением вентиляторов или насосов. Однако нагрев помещений происходит более быстро и равномерно. При принудительной вентиляции, регулируя ее режим, можно легко управлять объемом подаваемого воздуха в различные помещения, тем самым определяя микроклимат отдельных комнат дома.

По типу подачи холодного воздуха системы делятся на две разновидности:

  • С полной рециркуляцией. Нагретые воздушные массы чередуются с охлажденными в пределах одного помещения.  Минус схемы в том, что качество воздуха падает при прохождении каждого цикла нагрева/охлаждения.
  • С частичной рекультивацией. Производится забор части свежего воздуха с улицы, который подмешивается к части воздуха из помещения. После нагрева смесь двух воздушных порций поставляется потребителю. Преимущество в стабильном качестве воздуха, недостаток в энергозависимости.

Понятно, что к первой группе относятся канальные системы с естественным движением воздушного теплоносителя. Ко второй относят варианты с принудительным перемещением воздуха, для движения которого необязательно устраивать сеть воздуховодов.

Приток воздуха с улицы дает системе с естественной циркуляцией дополнительный импульс, что позволяет обойтись без использования вентиляторов

Основные преимущества воздушного отопления по сравнению с водяным:

  • высокий КПД;
  • безаварийность;
  • отсутствие радиаторов в помещениях.

Устройство контура с принудительным движением позволяет обойтись без сооружения системы воздуховодов. Вдобавок, эту разновидность можно совмещать с кондиционированием, увлажнением и ионизацией воздуха.

Если установка устройства, стимулирующего движение нагретого воздуха, не планируется, то в повышении производительности печки используются следующие способы:

Повышение КПД самопроизвольно увеличит скорость движения воздушного потока: чем быстрее нагревается воздух, тем интенсивней происходит смена остывшей и нагретой воздушной массы.

Основные недостатки воздушного отопления по сравнению с водяным:

  • при использовании печи температура подаваемого воздуха имеет значительный диапазон, в отличие от использования других средств нагрева;
  • воздуховоды имеют большой диаметр, поэтому монтаж необходимо осуществлять на этапе строительства;
  • желательно расположение печи в подвальном помещении, иначе необходимо применение вентиляторов, которые издают шум.

Движение воздуха в помещении имеет отрицательную сторону – поднимает пыль, однако использование фильтров на выходе из воздуховода позволяет эффективно эту пыль отлавливать, таким образом, уменьшая общее количество пыли в доме.

Другой особенностью воздушного отопления имеющую положительную и отрицательную стороны является скорость передачи тепла. С одной стороны – помещения нагреваются быстрее, чем при отоплении с помощью водяного контура, с другой стороны отсутствует тепловая инерция – как только печь или камин гаснет, то помещение сразу начинает остывать.

Для обеспечения равномерного давления в боковых ветвях воздуховода необходимо исключить их врезку в последние полметра магистрального воздуховода

В отличие от водяного отопления монтаж системы воздушного отопления не представляет никакой сложности. Все элементы (трубы, отводы, вентиляционные решетки) достаточно просто можно соединить без сварочных работ. Существуют гибкие воздуховоды, которые могут принимать любую форму, в зависимости от геометрии помещений.

Несмотря на это, системы воздушного отопления на базе печей или каминов не получили пока широкого распространения. Гораздо чаще в индивидуальном малоэтажном строительстве для обогрева помещений применяют водяной контур.

На основе печи или камина с кирпичной или стальной топкой можно устроить как воздушное, так и водяное отопление

Устройство водяного отопления на основе печи

Принципы работы любого водяного отопления основаны на распределении тепла от локального источника по всему помещению, с помощью движения воды по контуру обогрева.

Основные элементы водяного отопления

Для схемы печного отопления с водяным контуром основными элементами являются:

  • печь или камин с теплообменником, в котором происходит нагрев воды;
  • отопительный контур, где происходит отдача тепла в помещение;
  • расширительный бак для предотвращения повреждения системы в результате повышения давления;
  • циркуляционный насос для обеспечения движения воды по контуру.

Есть общие правила функционирования водяного отопления, такие как схемы разводки, которые хорошо известны, и которых необходимо придерживаться. Однако при использовании печи в качестве источника тепла существуют специфические требования, связанные с особенностью температурного режима.

Принцип действия водяного отопления на базе печи или камина несложен, однако необходимо точно рассчитать параметры всех элементов системы

Печи не быстро нагреваются и медленно остывают, происходит неравномерное выделение тепла и только правильная установка всех компонентов системы позволит избежать проблем с качественным обогревом помещений дома.

Виды теплообменника и способы размещения

Для изготовления теплообменника для печей применяют листовую “черную” сталь или жаропрочную нержавеющую сталь. Применение чугуна в качестве материала для производства затруднительно, но можно использовать готовые чугунные изделия, такие как чугунные радиаторы.

Возможно использование меди, которая обладает лучшей теплопроводностью по сравнению со сталью, однако цена такого устройства будет высока. Теплообменник рекомендуют изготавливать из стали толщиной от 3 мм. При больших температурах печи, возникающих в случае использования угля или, тем более, кокса необходимо применять сталь толщиной 5 мм.

Теплообменники условно можно разделить на три вида:

  • регистры, змеевики и радиаторы, состоящие из набора труб;
  • рубашки (котлы), сваренные из листовой стали;
  • комбинированный вариант в виде вертикальных стенок, соединенных трубами (так называемые “книжки”).

Рубашки из листовой стали проще изготовить и они легче в очистке от продуктов сгорания топлива, однако трубчатые конструкции имеют большую площадь нагрева. При изготовлении рубашки нужно учитывать избыточное давление воды, которое возникает при использовании мембранного бака-расширителя или подъема воды на большую высоту.

Теплообменник для водяного отопления на основе печи можно устроить из подручных материалов:

В этом случае требуется использовать сталь толщиной не менее 5 мм и дополнительно усилить стенки ребрами жесткости во избежание их деформации.

Формы трубчатых конструкций могут быть различны, однако необходимо соблюдать условие, чтобы внутренний размер труб был не менее 3 см в диаметре. В противном случае, при медленной скорости циркуляции или слишком большой температуре вероятно закипание воды.

Регистры изготавливают, как правило, из профильных, а не из круглых труб, чтобы облегчить сварочные работы.

Изготовить теплообменник необходимого размера можно самостоятельно. В этом случае повышенное внимание надо уделить качеству сварки. При возникновении протечки теплообменника вся вода выльется в печь.

Кроме того, для устранения проблемы придется проделать большой объем работы: разобрать печь, вынуть, заварить и поставить обратно теплообменник, а затем снова собрать печь.

Существует два варианта расположения теплообменника. В первом случае его размещают непосредственно в топливнике, значительно сужая его пространство. Во втором – регистры устанавливают в колпаке безоборотных печей, однако сама печь в этом случае имеет более сложную конструкцию.

При наличии колпаковой печи лучше поместить теплообменник в колпак: там также жарко, а пространство топки останется неизменным

При установке трубчатого типа теплообменника необходимо оставлять зазор между ним и стенкой печки. Это необходимо для лучшего нагрева теплоносителя, а также возможности чистки регистра. Чистить и рубашки и регистры периодически необходимо, так как в случае сильного засорения золой уменьшается эффективность теплообмена.

При наличии варочной плиты чистка происходит после ее снятия. Если печь имеет только отопительную функцию, то чистка происходит через топочную дверцу.

Циркуляция воды в отопительном контуре

Основные принципы организации естественной циркуляции воды в системе заключаются в моделировании “коллектора разгона” на выходе из теплообменника и в создании постоянного уклона труб контура отопления величиной 3-5°.

Общий смысл “коллектора разгона” заключается в том, что от печи нагретая вода поднимается вертикально вверх, а затем уже распределяется по контуру отопления.

Циркуляция происходит по причине разницы удельного веса холодной и горячей воды. Холодная вода тяжелее горячей, и стекая к теплообменнику, вытесняет горячую воду вверх по трубе. Точка входа “обратки” должна быть ниже выходов воды из радиаторов отопления, иначе циркуляция воды будет очень медленной или ее не будут вовсе.

Коллектор разгона необходим даже для небольших по протяженности контуров отопления в случае использования естественной циркуляции

Для увеличения скорости перемещения воды по контуру отопления устанавливают циркуляционный насос. Таким образом, происходит более быстрое и равномерное распределение тепла по дому. Одновременно можно использовать несколько насосов для разных контуров отопления.

При наличии скачков напряжения необходимо применять стабилизатор напряжения, так как выход насоса из строя может повлечь серьезные последствия для всей системы.

Насосы условно можно разделить на две группы относительно положения двигателя: с “сухим” ротором и “мокрым” ротором. По типу напряжения: модели, работающие от сети 220 В и насосы, функционирующие от источников питания в 12 В.

Двигатель в насосах с “сухим” ротором изолирован от погруженной в воду крыльчатки уплотнительными кольцами. По сравнению с насосами с погруженным в воду двигателем, “сухие” насосы имеют более высокий КПД.

Однако среди недостатков можно назвать высокий уровень шума, необходимость проведения регулярного обслуживания и меньший моторесурс. Поэтому в частном доме, как правило, используют циркуляционные насосы с “мокрым” ротором.

Выбор типа питания насоса зависти от возможности естественной циркуляции воды в системе. Если она невозможна без участия насоса, то выбор должен быть произведен в пользу варианта с поддержкой напряжения 12 В и источника бесперебойного питания.

Иначе, в случае отключения электричества возможно закипание воды и выхода системы из строя. Если естественная циркуляция возможна, то лучше приобрести более распространенный и дешевый вариант с питанием от сети 220 В.

Подключив насос с напряжением 12 вольт к источнику бесперебойного питания можно не опасаться за функционирование системы отопления

При установке насоса с питанием 220 В необходимо организовать возможность функционирования системы обогрева при отключении электричества. Для этого на трубе устанавливают запорный кран, а в обход его монтируют обводную трубу с насосом (так называемый “байпас”).

На обводной трубе перед насосом устанавливают кран-фильтр, а после – запорный кран. Регулируя положение запорных кранов на основной и обводной трубах, можно включать режим принудительной и естественной циркуляции.

Как правило, насос устанавливают на “обратке” возле печи, чтобы температура жидкости, которая будет проходить через устройство, была наименьшей. Это значительно продлит срок службы насоса.

Кроме того, необходимо размещать максимально возможное количество элементов управления системы отопления в одном месте, чтобы в случае возникновения аварийных ситуаций можно было быстро принять меры для их устранения.

Монтаж обводной трубы (by pass) позволяет работать системе отопления при отключении электричества, а также дает возможность снять насос без слива воды

Правила использования расширительного бака

Жидкость при нагреве расширяется, и если это будет происходить в замкнутой системе, то сильно возрастет давление внутри нее, а рост давления чреват прорывом воды. Использование предохранительного клапана нецелесообразно, так как после остывания воды и уменьшения ее объема в систему будет запущен воздух.

Поэтому в отопительных контурах с принудительным движением воды используют специальные расширительные баки, которые бывают открытого или закрытого типов. Их объем рассчитывают, исходя не только из максимального теплового расширения жидкости (5-7%), но и с учетом возможности закипания системы.

Бак открытого типа оснащает водяной контур печного отопления гравитационного типа, то есть с естественной транспортировкой теплоносителя. Представляет собой металлическую емкость произвольной формы, расположенной на самом верху отопительного контура. Он напрямую сообщается с атмосферой, из-за чего частично испаряется теплоноситель.

Трубопровод подключается к дну или нижней четверти бака, а к верху него приваривается патрубок для отвода воды в случае перелива и осуществления выхода воздуха из системы.  Практика показывает, что объем бака открытого типа должен составлять не менее 15% от объема воды в системе отопления.

Бак расширитель открытого типа располагают, как правило, в техническом помещении и его внешний вид не имеет никакого значения

Бак закрытого или мембранного типа представляет собой закрытый сосуд с мембраной внутри. Вода, нагреваясь, увеличивает давление, растягивает мембрану и поступает в бак.В случае превышения давления срабатывает автоматика, и излишек теплоносителя сбрасывается в канализацию.

После первого сброса обычно больше не возникает причин для его повторного производства, так как объем теплоносителя становится равным объему системы.

Закрытый мембранный бачок монтируют перед насосом. Такая емкость, в отличие от бака открытого типа, не может избавляться от воздуха сама, поэтому наверху контура отопления необходимо установить кран Маевского (механический воздухоотводчик) или его автоматический аналог.

Единственный элемент мембранного бака, который со временем может выйти из строя – мембрана, поэтому лучше покупать бак с возможностью ее замены.

При покупке бака закрытого типа, который иногда называют гидроаккумулятором, главное не перепутать его с гидроаккумулятором для водоснабжения.

Для мембранного бака, который используется в отоплении, рабочая температура имеет значение до 120°С, а давление – до 3 Бар. Для водоснабжения используют баки с температурой до 70°С и давлением до 10 Бар.

Выбор между трубами и радиаторами

В качестве водяного контура при печном отоплении можно использовать систему пластиковых труб с радиаторами (батареями) или систему металлических труб. Основное преимущество применения радиаторов заключается в том, что они красивее выглядят по сравнению с массивными воздуховодами.

Пластиковую разводку можно без труда спрятать в пол, так как она не отдает тепло. Хотя по правилам разводка водяного отопления должна быть открытой. Однако у полимерных трубопроводов есть ограничения: их нельзя прокладывать там, где есть вероятность оплавления и прямого действия УФ.

Преимущество металлических труб заключается в более низкой цене всего отопительного контура, простоте монтажа и реже возникающими проблемами при эксплуатации системы.

Использование металлических труб отопления вместо системы радиаторов с металлопластиковой подводкой оправдано, если не важна эстетическая составляющая дизайна помещения

Значимым преимуществом системы с радиаторами является простота регулировки температуры. Даже самые точные расчеты температурного режима помещения могут быть скорректированы. Например, маленькому ребенку до 6 месяцев рекомендована температура 19-21°С, в то время как комфортной температурой в остальном доме считают 25°С.

Чтобы обеспечить такую температуру в течение длительного периода времени в комнате надо полностью или частично закрыть кран подачи тепла к одному из радиаторов. В случае металлической трубы вопрос тоже можно решить, но более сложным способом: уменьшить теплоотдачу сегмента трубы с помощью пенополиуретановой или фольгированной скорлупы.

Еще одним вариантом отопительного контура может быть водяной теплый пол. Это очень комфортный по ощущению человека вид подачи тепла, однако монтаж теплого пола значительно более трудоемкий, чем рассмотренные ранее варианты.

К тому же при использовании теплого пола нет возможности обеспечить уклон для естественной циркуляции воды, что в сочетании с небольшим диаметром труб теплого пола приводит к обязательному условию применения циркуляционного насоса.

Чтобы продавить воду через трубы теплого пола необходимо использовать насос, естественная циркуляция не будет работать при такой геометрии системы отопления

Предотвращение перемерзания системы отопления

Использование воды в качестве теплоносителя имеет один минус – в случае перемерзания системы отопления повредится трубопровод и приборы. Особенно сложно восстановить в этом случае теплообменник, интегрированный в печь.

Это проблема актуальна для домов, которые в зимний период могут не отапливаться длительное время. Один из способов предотвратить повреждение системы – использовать вместо воды антифриз, предназначенный для отопительных систем.

Для жилых помещений в качестве антифриза используют жидкости на основе пропиленгликоля, как нетоксичного вещества в отличие от этиленгликоля.

Однако у идеи использования антифриза существуют свои минусы:

  • антифриз на основе пропиленгликоля дорого стоит (от 80 р/литр);
  • удельная теплоемкость антифриза меньше чем у воды (ориентировочно на 15%), поэтому необходима большая мощность печи и большая площадь поверхности устройств обогрева помещений;
  • у антифриза более высокая динамическая вязкость, чем у воды, поэтому необходим более мощный циркуляционный насос, а естественная циркуляция невозможна;
  • при нагревании антифриз расширяется до 40%, поэтому необходимо использовать большой расширительный бак закрытого типа;
  • пропиленгликоль очень текуч, поэтому проникает через соединения в системе отопления, через которые не проникает вода;
  • пропиленгликоль несовместим с оцинкованными трубами, потому что при контакте присадки антифриза утрачивают свойства;
  • при закипании антифриза (что вероятно при использовании печей) происходит необратимая химическая реакция, в результате чего всю систему придется сливать и заливать антифриз заново.

Для антифриза систему отопления необходимо рассчитывать заранее – использование его в проектах, реализованных для воды довольно проблематично.

Причем проект с применением антифриза будет значительно дороже, чем система водяного отопления. Поэтому его использование пока не получило широкого распространения в частных домах при печном отоплении, а для предотвращения перемерзания используют другие методы.

При выборе жидкости для системы отопления необходимо иметь в виду не только физико-химические характеристики, но и ее опасность для окружающих

Слив воды из контура и рубашки или регистра печи является наиболее частым решением проблемы при длительном отсутствии хозяев дома. Помимо дополнительной работы к минусам этого метода нужно отнести доступ воздуха к металлическим элементам системы с внутренней стороны и, как следствие, распространение коррозии.

Также в качестве решения проблемы на короткий промежуток времени, применяют интеграцию в отопительный контур электрического котла небольшой мощности. Его работа на минимальном уровне потребления энергии в состоянии временно поддержать положительную температуру воды.

Подсоединенный к системе отопления электрокотел малой мощности способен поддержать положительную температуру воды на случай длительного отсутствия хозяев

Выводы и полезное видео по теме

Рабочая система отопления на основе печи и водяного контура в частном доме, площадью 80 квадратных метров:

Подача тепла в систему отопления от печей и каминов происходит порционно, что усложняет задачу расчета параметров элементов отопительного контура. Проводить работы по переделке контура довольно проблематично, поэтому при недостатке опыта в этой сфере лучше обратиться к специалистам, имеющим навыки решения таких задач.

У вас есть опыт в организации печного отопления? Или вы так обогреваете свой дом и хотели бы поделиться впечатлениями от эксплуатации печи? Пожалуйста, оставляете комментарии и задавайте вопросы. Форма обратной связи расположены ниже.

sovet-ingenera.com

Печное отопление с водяным контуром своими руками: схема и видео

Когда электрическое отопление устанавливать нецелесообразно, а подключение газопровода невозможно, альтернативой может стать печное отопление с водяным контуром своими руками, выполненное по продуманной, надежной схеме. Традиционный, испытанный веками, способ обогрева дома печью обладает одним огромным недостатком, который заставляет домовладельцев задуматься о радикальных мерах – это неравномерный обогрев. Ближе к печи тепло и уютно, на лежанке, если она есть, вообще царское ложе, но чем дальше отходишь от домашнего очага, тем прохладнее становится. Одним из решений этой проблемы может стать объединение печного отопления с водяным контуром в единую систему.

Печь может стать не только источником тепла, но и настоящим украшением загородного дома

Особенности организации печного отопления с водяным контуром

Печь с водяным контуром совмещает в себе преимущества двух типов отопления и равномерно рассредоточивает тепло по всем комнатам. По сути обычная печь становится некой вариацией твердотопливного котла, только кроме теплоносителя в объединенной системе нагревается и корпус, который также обеспечивает обогрев.

По окончании горения, батареи быстро остывают, но еще некоторое время тепло будет исходить от разогретых стенок, что способствует более плавному охлаждению помещения. От обычной дровяной печи агрегат с водяным контуром отличается наличием радиатора (он же змеевик, котел, теплообменник).

Он может устанавливаться непосредственно в топку, но это чревато протечками или даже взрывом, вызванным закипанием теплоносителя. Более безопасный вариант – установка теплоносителя в колпак дымохода. К тому же это повысит КПД печи, большая часть горячих паров будет уходить на обогрев теплоносителя, а не улицы.

Строительство печи: установка теплообменника

Чаще теплообменник изготавливают из трубы или листовой стали с толщиной стенок не менее 3-5 мм. Минимальное значение размера тепловой рубашки 4 мм. Можно приобрести уже готовый змеевик из чугуна. В любом случае тепловой зазор между печью и регистром должен быть не менее 1-1,5, чтобы гарантировать возможность достаточного его расширения.

Организовать систему печного отопления с контуром лучше еще на стадии планирования дома, но только, взвесив все «за» и «против». Модель печи выбирают, отталкиваясь от размера и планировки отапливаемого жилья. Водяной контур проектируют исходя из правил обустройства отопительных конструкций.

Теплообменник из листовой стали можно изготовить самостоятельно

Можно также перестроить уже имеющуюся печь, но в таких случаях теплообменник часто занимает значительный объем полезной площади печки, который на него не был рассчитан. Чтобы компенсировать этот фактор, теплообменник готовят заранее, а ориентируясь на его габариты перестраивают печь.

Принцип работы печного отопления с водяным контуром

С функциональной точки зрения совмещенную с водяным контуром печь можно описать как систему замкнутого цикла. Теплообменник нагревается горячим воздухом, который поднимается из топки, и передает тепловую энергию теплоносителю, чаще трубы контура заполняет обычная дистиллированная вода. Она посредством естественной или принудительной циркуляции проходит по кругу, обогревая радиаторы и возвращается в теплообменник, где снова нагревается.

Совет! Если в холодное время года в доме проживают непостоянно, то в систему заливают антифриз, чтобы предупредите замерзание.

Способы монтажа системы комбинированного отопления

Существуют три основных способа организации комбинированной отопительной системы:

  • С возведением новой печи. Необходимость возведения нового прибора отопления дает возможность выбрать наиболее подходящую модель печи и теплообменник, а также разработать грамотную схему магистрального проекта.
Схема: устройство отопительной печи с водяным контуром
  • Установка теплообменника в готовую печь. Этот вариант осуществить сложнее всего. Прежде всего это связано с необходимостью правильно рассчитать размеры, по которым изготовить змеевик. После этого придется разобрать часть печи, установить регистр и, если тяга была нормальной, собрать все в прежнем порядке. Сделать это можно и своими руками, если есть некоторый опыт печника или хотя бы каменщика.
  • Монтаж заводской печи с готовым выводом на водяной контур. В продаже уже давно можно найти камины, буржуйки и печи с установленным водяным контуром. Остается только создать замкнутую систему, подсоединить трубы, радиаторы и необходимое оборудование.

Строительство печи

Строительство печи начинается с подготовки фундамента. Вырывают котлован глубиной в 15-20 см, который послойно засыпают битым кирпичом, щебнем, бутом и заливают раствором цемента. Основа должна приподниматься на несколько сантиметров выше уровня пола. Поверх стяжки укладывают слой гидроизоляции.

Важно! Надежность и долговечность печи во многом зависит от приготовленного глиняного раствора.

Особенности печной кладки

Для возведения печи выбирают подходящий стройматериал. Оптимальным вариантом считается кирпич нормального обжига, а для стенок топочной и дымового канала лучше купить тугоплавкий кирпич.

  • Перед тем как укладывать кирпич, его опускают в воду и держат пока не перестают появляться пузырьки воздуха;
  • Каждый ряд и угол обязательно привязывается;
  • Раствор наносят сразу по всему ряду, слоем примерно 5 мм, и на торец каждого кирпича непосредственно перед укладкой;
  • Во время укладки топки раствор из глины рекомендуют распределять не мастерком, а рукой;
  • Положив около 5 рядов, между швами аккуратно срезают раствор и затирают шов мокрой губкой;
  • Конечно, обязательно контролируют вертикальность и горизонтальность возводимых стенок.

Важно! Обязательно нужно обеспечить беспрепятственный доступ к топочной части и уделить внимание безопасности. Для печи и вокруг нее используют только огнеупорные материалы.

Особенности разводки труб водяного контура

Систему труб подключают к теплообменнику, установленному в печи, через раструбы, которые вводят сквозь одну из стенок. Водяной контур в такой системе чаще устраивают в виде двухтрубной системы. Разводка может быть, как нижняя, так и верхняя.

Регистр для печи из старой батареи

Естественно, отопительный контур должен быть полностью укомплектован. Расширительный бак устанавливают в самой верхней точке магистрали, ставят предохранительный и воздушный клапаны, а также обязательно включают в систему блок безопасности с манометром, на входе и выходе радиаторов подсоединяют вентили.

Водяной контур можно подключить к циркуляционным насосу, он заметно повышает КПД и позволяет более гибко подойти к решению вопроса разводки труб. Но в таком подходе существует проблема. Если из-за перебоев в электроснабжении насос перестанет работать, вода не будет циркулировать и начнет закипать в змеевике.

В холодную зимнюю пору, когда котел работает на всю, может быть достаточно одной минуты, чтобы последствия были плачевными. Печь, в отличие от газового котла, быстро выключить не удастся. По этим причинам рекомендуют устраивать комбинированный способ разводки.

В подающей трубе, после ее выхода из печи, устраивают коллектор разгона, поднимая трубу вертикально на 1-1,5 м, а затем опускают на уровень радиаторов. Участки магистрали располагают под уклоном в 3-5°. В случае аварийного режима циркуляция теплоносителя будет естественной.

Циркуляционный насос лучше монтировать в контур на обратке как можно ближе к расширительному бачку при помощи байпаса, при этом ось насоса должна располагаться строго по горизонтали.

Достоинства комбинированной отопительные системы

  • Экономичность системы. Строительство печи или переоборудование уже готовой не потребует серьезных финансовых вложений, и как отопительный прибор она не нуждается в сложном и дорогом обслуживании.
  • Можно совместить печь с камином и получить не только отопительный прибор, но и уникальный декоративный элемент, который может стать главной достопримечательностью интерьера.
Внешний вид печи может быть выбран владельцем дома
  • В доме создается особый уют и атмосфера, которую можно создать только с помощью этого живого способа отопления.
  • Сравнительно высокий КПД. Если печь сложена грамотным специалистом по хорошей схеме, ее производительность будет достаточно высокая, вплоть до 60% в сравнении, например, с жидкотопливным котлом.

Недостатки сочетая печи и водяного контура

  • Какой бы качественной ни была печь, она все равно остается пожароопасным отопительным прибором.
  • Другим значительным недостатком такой системы является трудоемкость эксплуатации и продолжительный разогрев системы.
  • Печи займут в доме значительную часть площади и окружающего пространства.
  • Некоторая неравномерность обогрева так или иначе сохраниться. Возле печи температура воздуха будет несколько выше, нежели возле стен.
Эксплуатация печи требует постоянного присутствия человека
  • Вероятность скопления угарного газа при неправильной эксплуатации печи.
  • Из-за пыли, опилок от дров, сажи и золы комнату, где установлена печь, придется чаще убирать.
  • Невозможность точной регулировки процесса горения и сохранения тепла, а только при помощи заслонок.

Комбинированная система топочной печи и водяного контура, несомненно, имеет право на существование, и в некоторых случаях может быть не только единственно возможным вариантом, а и вполне оправданным. Но все это при условии, что схема отопления разработана грамотно, с учетом всех нюансов и полностью отвечает требованиям безопасности.

Строительство печи с водяным контуром: видео

Печь с водяным контуром: фото

sandizain.ru

Печь для дома с водяным отоплением – металлическая или кирпичная

В прошлом веке частные одноэтажные жилища зачастую обогревались дровяной печкой, совмещенной с регистрами (батареями) самотечной системы. Внутри отопителя ставился железный бак – котел с водой, нагреваемой пламенем топки. Данная схема сохраняет привлекательность благодаря энергонезависимости и нетребовательности к качеству твердого топлива. Наша задача – помочь хозяину выбрать печь для дома с водяным отоплением, рассказать о трудностях подключения и эксплуатации.

Печи с водяным контуром – 3 разновидности

Для реализации печного обогрева, совмещенного с радиаторной системой частного дома, применяется 3 вида печей с водяным контуром:

  • металлические – стальные и чугунные буржуйки со встроенным змеевиком под нагрев теплоносителя;
  • каминные топки с теплообменником – водяной рубашкой;
  • отопительные и варочные печи из кирпича со встроенным котлом.

Примечание. Буржуйки для бань, оборудованные баком и змеевиком, конструктивно похожи на перечисленные агрегаты. Приспособить банную печку для нужд парового отопления теоретически возможно, но чересчур хлопотно и неудобно с точки зрения эксплуатации.

Наполненные водой трубы проходят над пламенем и получают максимум тепла

Сюда же стоит причислить альтернативный вариант — стальные отопители на дровах, изготовленные своими руками. Подобные изделия заслуживают внимания, поскольку не уступают заводским по надежности и теплоотдаче, зато обходятся гораздо дешевле. Внешний вид буржуйки не всегда играет важную роль.

Предлагаем рассмотреть печки каждой группы отдельно, заостряя внимание на недостатках и достоинствах, важных для домовладельца.

Недостатки металлических буржуек

В дровяных печах заводского изготовления теплоноситель подогревается тремя способами:

  1. В верхней зоне топливника либо рядом с выходом дымовых газов установлен водотрубный теплообменник.
  2. Одна из стенок камеры сгорания (верхняя или боковая) контактирует с водяной прослойкой, напоминающей рубашку твердотопливного котла.
  3. Несколько труб с теплоносителем огибают полукруглые стенки топливника. Снизу и сверху концы сварены в общие коллекторы, как показано на чертеже.
Модификация конвективного обогревателя «Бренеран» (аналог хорошо известного «Булерьяна») с водотрубным теплообменником

Справка. Пример изделия с частичной водяной рубашкой — печь для отопления дома «Термофор Гидравлик», с боковыми трубами – переделанные конвекционные отопители «Бренеран – Акватэн».

Производители зачастую снабжают печки дополнительным нагревателем – ТЭНом мощностью 1…15 кВт. Цель – поддержать температуру теплоносителя и воздуха в частном доме после выгорания порции твердого топлива. Некоторые модели оборудованы варочной панелью на 1—2 конфорки.

Реальное преимущество металлических отопительных агрегатов – низкая стоимость изделия и быстрота монтажа по сравнению с кладкой кирпичной печи. Пример: цена отопителя «Бренеран – Акватэн» мощностью 3.5 кВт — приблизительно 270 у. е. (без дымохода). При монтаже буржуйки своими руками вы потратите еще 50—100 у. е. на материалы, используемые для установки и обвязки.

Серия отопителей «Гидравлик» известного бренда «Термофор» оснащается водяной рубашкой и трубами, опоясывающими топку

Замечание. Стоимость дымоходной трубы, необходимой для любой печки, не учитывается. Цена сильно зависит от высоты подъема, конструкции канала и схемы прокладки.

Теперь разберемся с недостатками:

  • что бы ни утверждали производители и продавцы, максимальный КПД воздушно-водяных печей на дровах и угле составляет 60%;
  • агрегат одинаково быстро нагревается и остывает;
  • теплообменника обычно хватает на обогрев 2—3 небольших комнат (по 1 радиатору в каждой);
  • водяному контуру жизненно необходима система циркуляции.
Непросто сохранять чистоту и красоту возле печки, служащей основным источником тепла в доме

Разъясним последний пункт. Если течение воды через змеевик прекратится, элемент перегреется. Сначала теплоноситель закипит, потом испарится и разорвет ближайшее слабое соединение. Позже теплообменник прогорит и окончательно выйдет из строя.

Справедливости ради упомянем вопрос эстетики. Постоянно используя буржуйку для отопления жилища, вы не получите красивой картинки, которую любят показывать производители на фото. Печка довольно быстро загрязнится, в помещении появится древесная и угольная пыль, запах дыма.

Каминные топки — плюсы и минусы

Прямоугольная печь с водяным контуром, изготовленная в виде камина, конструктивно гораздо ближе к ТТ-котлу. Боковые стенки топливной камеры омываются теплоносителем, лицевая и верхняя часть подогревает воздух помещения. Днище получает мало теплоты, поэтому в расчет не принимается.

Позитивные стороны каминных топок, оснащенных водяной теплообменной рубашкой:

  • эффективность сжигания топлива – до 70%;
  • приемлемая стоимость (сравнительно с кирпичными сооружениями);
  • простой и быстрый монтаж;
  • печь–камин, оборудованный прозрачной дверцей, отлично впишется в интерьер жилой комнаты.

Справка. Каминная водяная топка «Термофор Аквариус» с теплоотдачей 12 кВт обойдется в 530 у. е. Дополнительные затраты оценить сложно, их величина зависит от способа декоративного оформления камина. Бюджетный вариант: помещаете отопитель на прочное основание, подключаете к радиаторной сети, а отделку выполняете самостоятельно либо откладываете на потом.

Котловой бак опоясывает камеру сгорания по бокам и частично сверху

Минусы металлических топок сходны с недостатками печей:

  • камин быстро разогревается и охлаждается, нуждается в непрерывной циркуляции теплоносителя;
  • обеспечивает теплом ограниченное число батарей;
  • из-за перепада температур на внутренних стенках образуется конденсат и откладывается сажевый налет;
  • полное сходство с натуральным камином достигается за счет оформления – декоративной кирпичной кладки либо гипсокартонной обшивки.

Используя каминную топку в качестве основного источника тепловой энергии, не рассчитывайте на длительное горение с 1 закладки. Пример: полезный объем камеры сгорания вышеупомянутого «Аквариуса» — всего 62 литра, но полностью забить топливник дровами не получится. Придется подкидывать поленья каждые 3—4 часа.

Со временем стенки топливника покрываются сажевым налетом, а панорамное стекло – копотью

Примечание. Большинство стальных печей страдает аналогичным недостатком – в режиме интенсивного горения только успевай подбрасывать дровишки.

Сильные и слабые стороны кирпичных отопителей

Теплообменники устанавливаются внутрь печки двумя способами – в топливнике либо газоходе, на пути раскаленных продуктов горения. Каждый вариант отличается своими нюансами:

  • котел в камере сгорания быстро прогревается под воздействием пламени, но образует конденсат и сажу на стенках;
  • в случае закипания и образования пара бак может разорваться прямо в топливнике и развалить кирпичную кладку;
  • теплообменник внутри дымооборотов гораздо безопаснее, но греется медленнее, поскольку получает меньше тепла.

Справка. Змеевик, помещенный в газоход, должен иметь вдвое большую теплообменную площадь, нежели сравнимый по мощности котел в топке.

Расположение водяного контура внутри камеры сжигания (слева) и дымоходных каналах (справа)

Главный недостаток любого кирпичного отопителя – высокая стоимость материалов и кладочных работ. Предположим, вы решите сэкономить и сложить печку самостоятельно. Здесь потребуется опыт, время и техническая возможность — начинать строительство посреди обжитого дома непросто. Оптимальный вариант – закладывать фундамент и печь на этапе возведения стен.

За что же ценятся каменные печки со встроенным теплообменником:

  • срок службы несравнимо больше любого теплогенератора – минимум 50 лет;
  • способность накапливать тепло, долго обогревать смежные помещения после затухания;
  • максимальный КПД – 70…75%;
  • в натопленной печи хорошо выгорает сажа, образующаяся на стенках бака и в дымоходе;
  • некоторые печки из кирпича – канальная «голландка», «шведка», колпаковая конструкция Кузнецова – могут спокойно отапливать двухэтажный дом.

Интересный факт. Секцию водонагревателя можно добавить в любую печку из кирпича. Толковые мастера–печники знают, как изменить схему и порядовки для установки теплообменного водяного регистра.

Советы по выбору печи

Рекомендация номер один: для нагрева теплоносителя в сети водяного отопления используйте твердотопливный котел. Если необходимо, купите модель длительного горения с объемом загрузочной камеры более 100 литров. Современные ТТ-котлы направляют 75—80% энергии сжигания на разогрев воды и почти не поднимают температуру окружающего воздуха.

Если в силу разных причин вы хотите ставить печь с теплообменником, прислушайтесь к следующим советам:

  1. Чугунная или стальная буржуйка хорошо подойдет для небольшой дачи площадью 40—80 м². Отопителя хватит на конвекционный обогрев центральной комнаты, в соседних помещениях расположите батареи.
  2. Каминная топка либо железная печка, оснащенная панорамным стеклом, станет удачным украшением гостиной. Одно условие: применяйте изделие в качестве дополнительного источника тепла, а основную нагрузку возложите на газовый либо дровяной теплогенератор. Тогда удастся сохранить чистоту и порядок возле буржуйки.

    Пример схемы совместного подключения камина, газового двухконтурного котла и радиаторного отопления

  3. На этапе строительства дома однозначно закладывайте печь из кирпича. Это лучший вариант по сравнению с железными отопителями.
  4. Теоретически мощности каминной топки хватит на отопление квадратуры 100—120 м². Практика показывает: без помощи второго теплогенератора ее придется загружать дровами с интервалом 3—4 часа. Поэтому рассчитывайте на меньшую площадь обогрева.

Важный момент. Все дровяные отопители, оборудованные водным контуром, объединяет одна особенность: из-за интенсивного отбора теплоты поверхности регистра и стенки дымохода обильно покрываются сажей. Единственный выход – топить печку на максимуме, дабы сажевый налет выгорал от высокой температуры. Поддерживать такой режим не всегда удобно.

Как подобрать конструкцию и рассчитать площадь теплообменника в кирпичном варианте печи:

  1. Если регистр находится внутри топливника, 1 м² его площади способен передать воде до 10 кВт теплоты. Пример: нужно обогреть помещения 80 квадратов – потребуется около 8 кВт энергии и поверхность теплообмена 0.8 м².
  2. Змеевик в дымоходном канале не столь эффективен. Рассчитывайте на теплоотдачу 400—500 Вт с 1 м² регистра.
  3. Для удобства чистки котел лучше сделать плоским – в виде бака с подводящими патрубками. Ребристые конструкции из круглых трубопроводов очищать тяжелее. Для монтажа внутри газохода сварите регистр из профильных труб.
  4. Материал теплообменника – низкоуглеродистая сталь марки Ст10…Ст20 толщиной 4—5 мм. Допускается применять жаростойкую и нержавеющую сталь 2—4 мм, но ее нужно варить в среде инертного газа — аргона.
  5. Использовать готовые чугунные батареи категорически не рекомендуется. Причины: металл дает трещины от температурного шока, а уплотнение между секциями со временем выгорит, появится течь.

Совет. Не завышайте теплообменную площадь контура «про запас». Тело печи получит гораздо меньше теплоты, а вода в регистре может перегреваться и кипеть. Не закладывайте в дымоход трубы из гофрированной нержавейки – ее реальную площадь и качество изготовления определить сложно.

Домашние умельцы постоянно выдвигают различные идеи по усовершенствованию отопителей. Заслуживает внимания вариант со стальными плоскими батареями, применяемыми в качестве печных водонагревателей. Обзор мастера смотрите на видео:

Схемы подключения теплообменника

В рамках данной публикации мы не станем описывать способы изготовления печек, а сразу перейдем к обвязке. Если вы желаете самостоятельно сделать водонагревательную печь, рекомендуем ознакомиться с отдельными руководствами:

Если вы приобрели заводскую печь с теплообменником, внимательно изучите прилагаемую инструкцию. В документации всегда указаны диаметры патрубков и способы соединения водяного контура с отопительными приборами. Обычно применяется 2 схемы:

  1. Открытая система с гравитационным (конвективным) течением теплоносителя.
  2. Радиаторная сеть закрытого типа с принудительным движением воды от насоса.
Использовать в данной схеме циркуляционный насос не обязательно, но принудительное движение воды заметно ускоряет прогрев

Примечание. В самотечных схемах нередко используются циркуляционные насосы, установленные на байпасе. Цель – уменьшить перепад температур между подачей и обраткой, повысив скорость теплоносителя и эффективность нагрева. При отсутствии электроэнергии система продолжит работу в гравитационном режиме.

Самотек организуется за счет увеличения диаметров магистралей и уклонов горизонтальных участков. Минимальное сечение разводящего коллектора при гравитационной схеме – 32 мм (дюйм с четвертью), величина наклона – 3…5 мм на 1 погонный метр. Открытый расширительный бак стоит в верхней точке, туда уходит весь воздух, попадающий в систему.

Группа безопасности на подаче условно не показана, но она должна присутствовать обязательно

При закрытой схеме, показанной выше на рисунке, теплоноситель находится под давлением (минимум 1 Бар «на холодную») и движется под напором насоса. Мембранный расширительный бачок располагается в нижней точке и подключается к обратной магистрали через отсекающий кран. Обязателен монтаж группы безопасности с воздухоотводчиком, манометром и сбросным клапаном.

Совет по выбору схемы. Покупая печь для дома с водяным отоплением, домовладелец, очевидно, рассчитывает на автономную работу системы. Отсюда вывод: для совместной работы с водогрейной печью лучше всего подойдет самотечная схема. После отключения света циркуляция в контуре не прекратится и теплообменник не прогорит.

Пример гравитационной схемы, работающей от кирпичной стационарной печки

Заключение

Вариант объединения водяных отопительных систем с печами нельзя назвать идеальным. Более того, мы настоятельно рекомендуем избегать подобных схем и устанавливать нормальные котлы. Исключение – особые обстоятельства и условия проживания, например, перебои с электроэнергией либо покупка готового дома с дровяной печкой, куда уже встроен водогрейный контур.

otivent.com

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Дрова и уголь остаются во многих регионах наиболее доступными видами топлива, с помощью которых отапливаются частные коттеджи. Однако печной обогрев выбирают не только из-за дешевизны и общедоступности энергоносителя, но и из-за низкой цены его обустройства.

При этом помимо множества плюсов печь с водяным контуром для отопления дома имеет и массу минусов. Далеко не всегда такой вариант бывает оптимальным. Давайте попробуем разобраться в нюансах такой системы отопления.

Особенности обогрева на базе печки

Печное отопление – норма для российских деревень, надежность и практичность которого проверенна веками. И сегодня во многих деревенских домах стоят печи с плитой для готовки пищи и подом для выпечки хлеба.

Одни из них оборудуются водяным контуром отопительной системы, а другие нет. Но выкидывать их и менять на современные котлы хозяева сельского жилья не спешат. Более безотказного и беспроблемного способа обогрева еще не придумали.

Без контура с водой по дому дровяная печь способна прогреть лишь небольшое пространство вокруг себя. Для отопления одной-двух комнат такой вариант приемлем, но для большого коттеджа уже нет

В качестве топлива в подобных деревенских печах сжигают:

  • уголь;
  • торф;
  • дрова;
  • брикеты (евродрова).

Принципиальной разницы между этим типами топлива с точки зрения устройства печки внутри и разводки системы водяного отопления по частному дому нет. Одни из них дают больше жара, а другие прогорают дольше. Но конструкция топки и схема разводки труб с теплоносителем по комнатам во всех случаях одинаковы.

Делая выбор в пользу печного обогрева, не стоит забывать о противопожарных нормах устройства кирпичных печей – только их неукоснительное соблюдение позволит свести риск возникновения пожара к минимуму

Среди достоинств печного отопления числятся:

  • отсутствие зависимости от наличия в сети электроэнергии;
  • сравнительно низкая стоимость устройства отопительной системы;
  • дешевизна твердого топлива и возможность использования разных его видов;
  • предельная простота эксплуатации;
  • длительная отдача тепла (для кирпичных конструкций);
  • универсальность – подходит одновременно для обогрева и готовки еды.

Если частный дом невозможно подключить к магистральному газу, то дровяная печь будет наилучшим выбором для его отопления.

Единственное исключение – когда уголь или дрова недоступны в конкретной местности. Но такой вариант в России является скорее исключением, нежели нормой.

Два главных недостатка печей с водяным контуром – невозможность автоматизации работы и проблематичность регулировки теплоотдачи в отдельных комнатах

Также из недостатков печного отопления следует упомянуть:

  • долгий прогрев системы до начала теплоотдачи;
  • потеря массы полезного пространства в доме из-за массивности печи;
  • большой вес печной конструкции из кирпича;
  • низкий КПД из-за ухода значительного объема тепла в трубу;
  • высокая пожароопасность при неправильной эксплуатации.

Кирпичная отопительно-варочная печь для частного дома с водяным отоплением в зависимости от конструкции и количества рядов может весить от 1,5 до 10 тонн. Плюс сюда добавляется вес трубы.

Фундамент для такой массы требуется мощный и дорогой по затратам, что также можно назвать минусом рассматриваемых отопительных систем.

Устройство печного водяного отопления

Печь для рассматриваемой системы обогрева в идеале необходимо рассчитывать и строить одновременно с домом. Если жилое строение уже возведено, то поставить в нем печную конструкцию из кирпича будет сложно. А зачастую это и вовсе оказывается невозможно из-за необходимости делать прочный фундамент и перестраивать стропильную систему.

Печь для водяного обогрева в частном доме может быть выполнена не только из кирпича, но и из стали в виде буржуйки с теплообменными трубами вокруг топки для нагрева теплоносителя

Водяное отопление на основе печи состоит из:

  • непосредственно печки (металлической либо кирпичной);
  • теплообменника внутри или вокруг печной топки, а также в форме змеевика вокруг дымохода;
  • разнесенного по дому контура с теплоносителем и расширительным бачком на чердаке.

Также в отдельных случаях эта отопительная система дополняется циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Однако такой расширенный вариант применяется крайне редко, так как требует бесперебойного электропитания и приводит к удорожанию всей схемы.

А основной плюс водяного печного отопления – дешевизна устройства. Дополнять его дорогостоящими и склонными к поломке элементами не стоит.

Схема циркуляции воды в контуре

Система водяного отопления в домах выстраивается с естественной (гравитационной) либо принудительной циркуляцией теплоносителя. Если она делается на базе дровяной печки, то лучше всего предпочтение отдать первому варианту.

Схема разводки с естественной циркуляции воды более дешева по сравнению с принудительным аналогом, а также в отличие от него не требует электроснабжения

Водяное печное отопление рекомендуется обустраивать только в одноэтажных домах площадью до 150 м2. В этом случае его можно сделать гравитационным без дополнительных насосов.

Если необходимо обогреть коттедж в пару и более этажей, то лучше осуществлять это на базе более мощного котла. Печь для таких строений придется сооружать просто огромную, что дорого в реализации. Да и объемы топлива придется в нее закладывать каждый раз немалые. А делать так крайне не рекомендуется из-за увеличения рисков возникновения пожаров.

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

  • теплообменника в составе печки;
  • контура из металлического трубопровода;
  • радиаторов (обычно заменяются толстыми трубами в комнатах);
  • расширительного бачка.

Если водяной обогрев в загородном доме решено делать своими руками, то лучше его проектировать именно по этой схеме. Монтаж и расчет такого варианта выполнить проще, чем с принудительным движением воды.

Система с циркуляционным насосом больше подходит для котлов, на базе печки она теряет свою повышенную эффективность по теплоотдаче

Если бойлер автоматизирован и воду греет постоянно по мере необходимости, то дровяная печь протапливается раз или два в сутки. Именно в эти моменты теплоноситель в печной топке и нагревается, чтобы отдать тепло в помещениях. После гонять его насосом по трубам контура бессмысленно. Воду все равно ничто в холодной топке не будет подогревать.

Делая выбор в пользу печи на дровах или угле, хозяева частных домов обычно рассчитывают получить автономную систему обогрева. Если поставить в нее насосное оборудование, требующее для работы питание из электросети, то об автономности говорить будет сложно.

Печь – кирпичная или металлическая

Печь из кирпича дольше нагревается, но и дольше отдает тепло пространству вокруг себя. Аналог из стали наоборот быстро греется и также быстро после прогорания топлива остывает. Частично эта проблема решается за счет наличия в водяном контуре больших объемов теплоносителя.

Однако чем больше воды приходится хранить в системе, тем дороже она выходит по материалам.

Металлическую буржуйку с водяным змеевиком для отопительного контура в частных домах разрешается ставить прямо на деревянный пол без обустройства специального фундамента

Печь из стали под водяное отопление мощностью 5–15 кВт – без топлива и воды это конструкция весом 100–300 кг. Такую буржуйку без опаски можно поставить на усиленные лаги. Печные фундаменты требуется заливать, когда печка весит более 700–800 кг. Вот если она кирпичная, то без бетонных работ тогда точно не обойтись.

В сравнении с металлической, печь из кирпича весит больше, стоит дороже и сложнее в монтаже. Однако у нее выше КПД и меньше риски заморозки контура с порывом труб из-за образования внутри льда. Если все решено делать капитально для себя и постоянного проживания, то выбор рекомендуется останавливать на кирпичном варианте.

Трубы – нержавейка или металлопластик

Если система отопления строится на базе водогрейного котла, то обвязку его разрешается делать не только стальными трубами, но и металлопластиковыми и полипропиленовыми. Однако если воду будет греть дровяная печь, то контур с теплоносителем от нее стоит создавать только из нержавейки.

При большой закладке дров вода в змеевике печной топки может быстро разогреться до 100 градусов и закипеть, подобные температуры долгое время способна выдержать лишь сталь

Металлопластик рассчитан на работу с теплоносителем, разогретым до 90–95 °С. Кратковременно он способен перенести и нагрев до 110–120 °С. При этом автоматика котлов и бойлеров изначально не допускает прогрев воды до таких градусов. Для теплых полов она нагревается до 30–45 °С, а для батарей до 60–65 °С.

Однако в случае с дровяной печкой температуры под сотню – не просто возможны, а далеко нередки. Рисковать и играть в русскую рулетку, делая обвязку этой печи с помощью металлопластиковых труб, не рекомендуется. Лучше всего предпочтение отдать более надежной нержавеющей стали.

Вдобавок выходящие из топки от змеевика патрубки для подсоединения труб контура точно будут нагреваться до сильно высоких температур. От открытого огня их отделяет менее полуметра. Подсоединять к ним любые пластиковые трубы опасно из-за риска расплавления последних.

Теплоотдача – радиаторы или регистр

Подача тепла из печки в контур отопления осуществляется порциями по несколько часов, пока в топке горят дрова или уголь. Если воды в отопительной системе мало, то дом быстро будет выстывать. Поэтому в деревнях подобный обогрев обычно и делается из толстых стальных труб, а не на основе более привычных горожанам радиаторов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит просто идеально.

Классическая схема водяного печного отопления с естественной циркуляцией предполагает прямой контакт воды с атмосферой через расширительный бак, но обычным батареям воздух в теплоносителе противопоказан

Проложенная по дому труба диаметром 80–120 мм из нержавейки – это отопительный регистр, состоящий из подачи от печи и обратки к ней. В дальней от топки комнате эти линии соединяются воедино, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль внешних стен.

Выглядит регистр не столь эстетично, как радиатор. Зато первый вариант сильно дешевле и проще в самостоятельном изготовлении, нежели второй. Для его реализации надо лишь иметь опыт обращения со сварочным аппаратом.

Площадь теплоотдачи для подобного контура рассчитывается умножением числа ПИ на диаметр и длину трубы. Плюс в расчетах надо учесть тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.

Однако, зачастую, подобные вычисления не производятся, а берется труба диаметром 80–100 мм и прокладывается по периметру всего жилого здания с закольцовыванием в дальней комнате. При этом регулировка теплоотдачи производится «на глаз» и опытным путем в результате накладывания того или иного объема топлива в топку.

Не зря контуры из регистров вкупе с водяными печами так распространены. Их не нужно даже рассчитывать, достаточно взять подходящую трубу и сварить сваркой.

Подбираем теплообменник для топки

Теплообменник в печку можно сделать из меди, стали либо чугуна. Медный вариант сразу лучше исключить из-за высокой цены. Самостоятельно спаять такое устройство крайне проблематично.

Устанавливать внутрь топки чугунные батареи следует с осторожностью – из-за температурного шока отдельные их секции могут отсоединиться от соседних элементов

Чугун по техническим параметрам выигрывает у стали. Однако выполнить своими руками из него теплообменник для дровяной печки представляется проблематичным. Можно лишь взять для этого старую батарею. Но здесь надо учесть, что уплотнитель между ее секциями будет выгорать в топке. А это прямой путь к потере герметичности и выходу воды в топочную камеру.

Если теплообменник решено делать из чугунной батареи, то лучше всего брать для этого модели МС-110-300 или МС-90-300. Они небольшие и спокойно разместятся в топке. Площадь поверхности нагрева у них на каждое ребро будет порядка 0,14–0,16 м2.

Исходя из этих цифр, можно прикинуть – сколько потребуется секций для конкретного контура. На каждый 10 квадратов площади дома нужно 1 кВт, что будет приблизительно равно 0,1 м2 площади нагрева теплообменника из чугуна.

Ребра чугунного радиатора обычно соединяются с применением прокладок из теплостойкой резины. В печной топке такой резиновый уплотнитель сгорит, его нужно менять на асбестовый шнур

Еще один момент использования чугунной батареи в качестве теплообменника – это проблематичность ее чистки от сажи изнутри топки. Время от времени топочную камеру необходимо чистить, а рельефные ребра «чугунки» будут этому сильно мешать.

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

  • змеевика из нескольких трубок;
  • рубашки из листовой стали.

Делают их из низкоуглеродистой стали Ст10…Ст20 с толщиной 4–5 мм. Если брать трубки, то диаметром 30–50 мм.

Сделать стальной теплообменник проще всего из листовой стали – однако у него в теплообмене будет участвовать лишь поверхность, обращенная внутрь топки к огню

Трубчатый вариант в плане теплообмена более эффективен, но он и более трудоемок в изготовлении.

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Qy=K*(Tcp-Tk)

где:

  • K – коэффициент теплопередачи материала (для низкоуглеродистых сталей берется 15–20, а для серого чугуна – 50);
  • Tcp – средняя температура нагревающей среды в топке (Tmax+Tmin)/2;
  • Tk – средняя температура теплоносителя (Tподачи+Tобратки)/2.

Если в печке будут сжигаться дрова, то Tcp=(700+300)/2=500 °С и Tk=(80+60)/2=70 °С. В итоге Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. То есть на квадратный метр обращенной к огню поверхности теплообменника выйдет приблизительно 7,5 кВт/час.

Для угля расчеты следующие – Tcp=(1000+600)/2=800 °С и Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.

Далее делим необходимую для обогрева конкретного дома мощность на вычисленную цифру, в зависимости от планов по использованию того или иного типа топлива.

Например, для коттеджа в 150 м2 нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м2. Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.

Если выбран трубчатый змеевик, то его длина рассчитывается по формуле:

S=2*3,14*D*L

где:

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

Параметры рубашки из стального листа вычислить еще проще, она обычно представляет собой два прямоугольника по бокам топочной камеры.

Выбор самого оптимального варианта

В уже построенном доме массивную кирпичную печь поставить будет сложно. Водяное отопление в этом случае лучше всего организовывать на базе металлической буржуйки, которую разрешается ставить на усиленный деревянный пол без заливки фундамента.

Однако если есть возможность сделать фундаментную основу как положено, то предпочтение стоит отдавать более надежной печной конструкции из кирпича.

Водяной контур по дому для дровяной печи лучше всего делать из толстых стальных труб и с естественной циркуляцией теплоносителя

Установка в рассматриваемый отопительный контур циркуляционного насоса и/или гидроаккумулятора – это пустая трата денег и ноль дополнительной пользы. Они лишь усложнят монтаж системы. А при отключении света эти устройства и вовсе создадут проблемы. Тогда как вариант обогрева без них при проблемах в электросети продолжит спокойно отапливать дом.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор формы теплообменника в дровяную печку:

Обзор кирпичной печи для водяного отопления в коттедже:

Устройство отопительно-варочной печки из кирпича с разбором порядовки конструкции:

Назвать водяное отопление на основе дровяной печи идеальным и высокоэффективным сложно. Но этот вариант обогрева частных домом самый надежный, а также дешевый и простой в реализации. Только дополнять такой контур циркуляционным насосом и автоматикой не надо. Они работают от электросети и делают всю системы неавтономной, нивелируя ее один из основных плюсов.

sovet-ingenera.com

Кирпичная печь с водяным контуром своими руками: порядовка,схема кладки, принцип работы

Свернуть

Всеобщая газификация и развитие технологий, казалось, должны были изжить печи, как средство отопления дома. Но высокая стоимость подвода газа, оборудования и монтажа, дали новую жизнь печному отоплению.

Дров в России много, технологии отопления существенно модернизировались. Для экономии средств, разумным решением является строительство кирпичной печи с водяным контуром для отопления, своими руками.

Принцип работы

Кроме печи, нагревательным элементом системы с водяным контуром, является теплообменник, который встраивается в топку или дымоход. Вода, проходящая через регистр, нагревается, а затем поступает в трубы и радиаторы, отдавая тепло. За счет разницы температур на входе и выходе из теплообменника жидкость циркулирует в контуре.

Для оптимальной работы в систему встраивают циркулярный насос, который позволяет более равномерно распределить нагретую жидкость по трубам.

Водяной контур необходимо отпрессовать и удалить воздух. Нагреваясь, вода увеличивается в объеме и чтобы система не взорвалась необходимо предусмотреть расширительный бочок. При использовании контура закрытого типа, резервуар может быть в любом месте, в открытой системе расширительный бочок устанавливается максимально высоко.

Для стравливания давления в системе, в ней должен быть предусмотрен автоматический воздухоотводчик для выпуска лишних газов из теплоносителя и предохранительный клапан. Устройства можно объединить в комплекс безопасности, включив в нее манометр.

Таким образом, если включить в систему обогрева дома печь длительного горения на дровах из кирпича с водяным контуром можно существенно сэкономить на отоплении.

Важно! Наличие водяного контура необходимо учитывать на этапе проектировании системы отопления в доме.

к содержанию ↑

Конструкции со встроенным теплообменником имеют массу преимуществ:

  • Система энергоэффективна и экономична. Кирпичная кладка не потребует серьезных финансовых вложений, затраты на трубы и радиаторы будут в любом случае, а теплообменник на порядок дешевле готовых котлов. При эксплуатации печи, затраты на обогрев дома составят несколько тысяч рублей на закупку дров за зимний период.
  • Дизайн кирпичной печи скрывает неказистые элементы, при желании в систему можно добавит камин или декор.
  • Обогрев помещения не зависит от местонахождения конструкции, радиаторы устанавливаются в любом месте
  • Кирпичная печь остывает долго, водный контур будет горячим еще несколько часов после прогорания дров.

Некоторые издания к плюсам системы водяного контура относят возможность его установки в уже готовую печь, что в принципе возможно, но на практике такой вариант связан с большим количеством проблем, которые предстоит решить.

Разборка и последующая сборка печи самое необходимое, что придется сделать. Цена исправления неправильно установленного регистра сопоставима со стоимостью новой печки, поэтому за такими работами обращайтесь к профессионалам.

Недостаток такой конструкции является продолжением её достоинств, чтобы самому сделать печь с теплообменников необходим опыт, как в кладке кирпичей, так и в монтаже систем отопления. Если опыт приходит с годами и количеством изученного материала, то при строительстве печи с водяным контуром следует учитывать её недостатки:

  • Очаг является пожароопасным элементом, необходимо позаботиться о мерах препятствующих попаданию огня на легковоспламеняемые предметы;
  • Печь занимает значительную площадь дома, проектируйте комнаты заранее, включите большой обогревательный в дизайн помещения;
  • Около печки температура будет всегда выше, чем в остальном помещении;
  • Процесс нагрева печи нельзя мгновенно остановить. Если используете систему с закрытым контуром и циркулярным насосом, отключение электричества (даже кратковременное на несколько минут) и остановка насоса приведут к закипанию воды в теплообменнике. Чтобы этого избежать предусмотрите комбинированную систему движения воды в контуре.
  • При нерегулярном использовании системы отопления воду из неё необходимо сливать, что ведет к преждевременному износу всей конструкции. В противном случае вода замерзнет, что приведет к разрушению всего комплекса устройств.
  • Нельзя разжигать печь без воды в контуре. Это приведет к разрушению регистра и реконструкции печи, чтобы использовать печь в летнее время, не «включая» батарее применяют оригинальные конструкции установки теплообменников.
  • Существует риск отравления угарным газом, как и при использовании всех твердотопливных средств отопления, особое внимание необходимо уделить правильному изготовлению дымохода.

Сделать в доме отопительную систему на основе печи с теплообменником и батареями – экономически выгодное решение, но к проектировке и строительству необходимо подходить грамотно, учитывая все нюансы работ.

к содержанию ↑

Этапы работ

Создание отопительной конструкции с водяным контуром состоит из нескольких этапов:

  1. Проект системы, определение местоположения печи, труб и радиаторов, расчет мощности теплообменника.
  2. Изготовление (покупка) регистра.
  3. Кладка печи с одновременным встраиванием теплообменника.
  4. Монтаж водяного контура, включая, трубы, радиаторы, систему безопасности.
  5. Проверка системы.

На некоторых стадиях строительства остановимся подробнее.

к содержанию ↑

Про теплообменник

При сооружении печи из кирпича с котлом водяного отопления своими руками следует учитывать множество факторов и рассчитывать проект в комплексе. Любой вид материалов и конструкций имеют свои достоинства и недостатки.

Смонтировать регистр с водой в печь можно несколькими способами:

  • Внутри очага;
  • В дымоходе;
  • В теле печи, рядом с очагом.

В зависимости от места расположения, выбирают материал для теплообменника и его форму:

  • Медные – эффективные, благодаря высокой теплопроводности металла, но из-за низкой температуры плавления меди, необходимо постоянная циркуляция воды в системе;
  • Стальные – для котлов применяются жаропрочную сталь с толщиной стенки 4-5 мм. Для долгой службы стальных конструкций воду из них сливать не рекомендуется.
  • Нержавеющая сталь – дорогой, но наиболее подходящий материал для котла. К недостаткам можно отнести только трудоемкость изготовления.

При выборе вида материала и места установки теплообменника стоит помнить, что расположив водяной контур в очаге, в летнее время вся система будет нагреваться, чтобы этого избежать придется выводить отдельные батареи для снятия лишнего тепла.

При установке теплообменника в дымоходе, в конструкцию печи вносят дополнительные заслонки, которые не нагревают котел во время летней эксплуатации печи. При этом следует учитывать, что теплообменник должен быть большего объема, чем при встраивании его в очаг. Кроме этого, котел не должен снижать пропускную способность дымовых каналов.

Читайте также: Как изготовить теплообменник для печи своими руками?

к содержанию ↑

Расчет мощности и размеров

Для нормального обогрева помещения необходимо правильно рассчитать площадь регистра и его мощность. Для кирпичной печи достаточно приблизительного расчета, точный сделать невозможно, из-за множества факторов и переменных.

Из практики известно, что для отопления 10 м2 помещения требуется 1-1,5 кВт энергии. С одного квадратного метра теплообменника можно получить 5-10 кВт. Чтобы определить мощность регистра более точно, необходимо учесть:

  • Месторасположения змеевика в печи;
  • Вид топлива – дрова, уголь. При сжигании, дрова дают меньше тепловой энергии.
  • Примерную температуру в очаге и месте расположения теплообменника;
  • Среднюю температуру воды во всем контуре;
  • Коэффициент теплоотдачи материала, из которого сделан змеевик.

По мере сгорания топлива, мощность теплообменника будет снижаться, поэтому рассчитанную площадь змеевика лучше увеличить на 10-15%.

к содержанию ↑

Сооружение отопительно-варочной печи с водяным контуром своими руками

Сделать печное отопление в частном доме можно самостоятельно, главное внимательно ознакомиться с рекомендациями и внимательно и последовательно осуществлять все виды работ. В-первую очередь следует выбрать подходящий вариант, печь может быть с варочной поверхностью, камином, лежанкой и сушилкой. Всё зависит от размеров помещения и функционала.

к содержанию ↑

Расходные материалы

Для изготовления конструкции, без учета дымохода и фундамента, потребуется:

  1. Кирпич красный полнотелый – 710 шт.
  2. Кирпич шамотный огнеупорный – 71 шт.
  3. Топочная дверца 210х250 – 1 шт.
  4. Поддувальная дверца 140х250 – 1 шт.
  5. Дверца зольника 140х140 – 7 шт.
  6. Колосниковая решетка 250х300 – 2 шт.
  7. Чугунная варочная поверхность 710х410 – 1 шт.
  8. Теплообменник стальной 750х500х350 – 1 шт.
  9. Задвижка печная 130х250 – 1 шт.
  10. Задвижка для варочной камеры 130х130 – 1 шт.
  11. Полоса стальная 50х5х400 – 1 шт, 50х5х980 – 3 шт.
  12. Стальной уголок 50х50х980 стенка 5 – 2 шт.
  13. Предтопочный лист 500х1000.
к содержанию ↑

Схема и размеры будущей печи

Характеристики отопительной-варочной конструкции с регистром:

  • Габариты печи длина/ширина/ высота 1020х1160х2380мм
  • Размер теплообменника 750х500х350 мм, материал – листовая сталь, стенка 5 мм внутри очага, внешняя – 3 мм.
  • Мощность регистра – 5,5 кВт при закладке дров 2 раза в сутки, что хватает для обогрева 60 м2, мощность может быть увеличена при активной эксплуатации до 18 кВт при использовании принудительной циркуляции обогреваемая площадь достигает 200 м2.

Фото печи:

  1. Общий вид.
  2. В разрезе.
  3. В разрезе с другой стороны.
к содержанию ↑

Описание кладки печи с водяным контуром

Работы необходимо начинать с изготовления фундамента, затем подготовить необходимые материалы, как для сооружения печи, так и для системы водного контура.

Важно! Теплообменник необходимо опрессовать до монтажа.

В соответствии с порядовкой отопительной печи с водяным контуром осуществляется кладка и монтаж приборов.

Схема кладки печи с водяным котлом отопления:

  1. Выкладывается первый ряд кирпичей, важно не допустить перекосов, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Кладка должны быть прямоугольной, в дальнейшем это повлияет на всю конструкцию.
  2. Второй ряд начинает формировать зольную часть, устанавливается поддувальная дверца 140х250.
  3. Третий ряд по схеме (повтор).
  4. Четвертый ряд формирует очаг, для которого используется шамотный кирпич, для установки колосниковой решетки в кирпичах делаются пазы. Решетка устанавливается с зазором 5 мм, потом устанавливается котел (водяной контур).
  5. Пятый ряд кладется с зазором 5-6 мм от котла, за теплообменником остается свободное пространство. Устанавливаются две дверцы зольника.
  6. Устанавливается дверца топки и шестой ряд кирпичей, горизонтальный и задний канал разделяются. Для лучшей тяги на пятом ряду каналы должны быть объединены.
  7. Ряды 7,8 выкладываются по схеме, желтым цветом обозначен шамотный кирпич.
  8. На девятом ряду около трубы выпуска необходимо оставить зазор. Две половинки шамотного кирпича над дверцей срезаются. Горизонтальный канал делится на две части. На этом же ряду устанавливается срезанный наискосок ¾ шамотный кирпич.
  9. На десятом ряду кирпичи ложатся перпендикулярно, пространство над теплообменником уменьшается.
  10. На одиннадцатом ряду кладки с торцов печи выполняется во внутрь, делаются пазы для варочной поверхности. Монтаж чугунной варочной поверхности, зазоры должны составлять 5 мм и стального уголка.
  11. Формируется варочная камера (12 ряд).
  12. 13 ряд по схеме.
  13. На 14-м ряду устанавливается зольная дверца, канал увеличивается на всю длину.
  14. 15 ряд аналогично с учетом перевязки швов.
  15. на 16-м ряду перекрывается варочная камера с помощью уголка и стальной полосы 50х5х980.
  16. на 17-м ряду завершается перекрытие варочной камеры.
  17. на 18-м ряду необходимо установить две стальные полосы 50*5*980. Кладка как на схеме.
  18. 19 ряд перекрывает варочный купол, в полкирпича остается отверстие для вытяжки, в соседних кирпичах делают пазы для задвижки. Устанавливается задвижка 130х130.
  19. 20 ряд – основание верхних газоходов, одновременно ставятся четыре зольных дверцы.
  20. 21 и 22 ряд продолжают формирование перегородок.
  21. На 23 ряду выкладывается 4 канала. Левый нижний основной.
  22. Ряды 24, 25, 26, 27, 28, 29 согласно схеме (они повторяются, в перевязку).
  23. 30-тый ряд начинает объединять дымоходы, кроме основного.
  24. 33 ряд. Перекрывается печь.
  25. На 34-м ряду – второй слой перекрытия, подготавливаются пазы для дымовой задвижки. Устанавливается дымовая задвижка.
  26. 35 ряд завершает кладку печи и является основанием дымовой трубы.

Дымоход изготавливается индивидуально, в зависимости от этажности и типа перекрытия. На готовую печь сооружается дымоход, подключается система водяного контура.

В зависимости от планировки дома, печь желательно установить у смежных стен, чтобы обогрев за счет сомой конструкции был более эффективен. Наибольший эффект дает применение теплоаккумулятора – емкость в которую поступает горячая вода, в дальнейшем, кроме системы отопления воду можно расходовать на бытовые нужды.

к содержанию ↑

Вывод

Для отопления дома печь с водным контуром является наиболее экономичным вариантом, однако для полноценного использования горячей воды, необходимо добавить в систему теплоаккумулятор, что влечет дополнительные расходы.

pechnoy.guru

Печь с водяным контуром для отопления дома - варианты реализации

У сидящего перед камином или печью человека вряд ли возникнет мысль, что у этих отопительных устройств низкий КПД. Созерцание огня и ощущения от живого тепла не заменит никакой современнейший котел, у которого пламя горелки скрыто в его недрах и не видно глазу, а каждый киловатт тепловой энергии тщательно отбирается и передается теплоносителю. Но, оказывается, существует красивое, даже изящное компромиссное решение – это печь с водяным контуром для отопления дома.

Печь с водяным контуром для отопления дома

Печное отопление

Печь всегда была своеобразным «сердцем» дома. Она всегда традиционно стояла в центре, и вся жизнь кипела возле нее. В печи готовили пищу, возле нее обогревались зимой. Хорошо натопленная печь накапливала столько энергии, что даже после того, как угасал огонь, она еще долго дарила тепло всем домочадцам, распространяя его как солнышко во все стороны от своих массивных стен. А топлива для печи – обычных дров в России всегда было много, главное, не полениться и запастись ими летом.

Печное отопление имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • Во-первых, печам не требуется подключение к газовым и электрическим сетям, они используют в качестве топлива в основном дрова, которые являются возобновляемым видом топлива, их на большинстве территории России будет всегда много по разумным ценам, а иногда и совершенно бесплатно.

Дрова еще долго будут использоваться на территории России в качестве топлива

  • Во-вторых, в печах реализовано наиболее комфортное лучистое отопление, когда массивные стенки печи излучают тепло, передавая его окружающим предметам и воздуху.
  • В-третьих, печь может совмещать сразу несколько функций: собственно само отопление, приготовление пищи, нагрев воды.

Современная многофункциональная печь-камин

  • В-четвертых, созерцание открытого огня в каминах (а они, по сути, являются печами) создает комфортную атмосферу.
  • В-пятых, массивная конструкция печи в холодное время года способна накопить огромное количество тепловой энергии, которую она будет постепенно отдавать. В летнее же время все происходит наоборот: печь, которая всегда строится на отдельном фундаменте «сбрасывает» излишек тепловой энергии в землю от знойного воздуха, то есть является своеобразным кондиционером.
  • И, наконец, печное отопление не приносит вреда окружающей среде, если в нем используется природное топливо, ведь процессы сгорания в природе происходят постоянно.

Добавим немножко дёгтя в бочку с мёдом и перечислим недостатки печного отопления:

  • Печное отопление требует постоянного участия человека: закладка дров, чистка зольника и дымохода, регулировка тяги и другие операции, хотя для дачного домика периодического проживания это скорее плюс, чем минус.

Топка печей требует постоянного участия человека

  • Чем большую мощность имеет печь, тем больше должны быть ее геометрические размеры, а это «съедает» полезную площадь дома.
  • Печь может отопить только те помещения, с которыми непосредственно соприкасается. В удаленных помещениях придется сооружать или устанавливать еще одну печь, как это делалось в старых домах.
  • Традиционная кирпичная русская печь из-за своей инерционности очень долго выходит на рабочий режим. Частично этого недостатка лишены современные камины, печи буржуйки и Булерьяны.
  • Печное отопление имеет низкий КПД – не более 40% и обычно имеют избыточную мощность. Когда печь входит в рабочий режим и прогревается, то рядом с ней стоять практически невозможно, но потом, остывая, она постепенно отдает тепло. При этом очень много энергии просто вылетает в атмосферу через дымоход.
  • Процессом горения топлива в печи управлять сложнее, чем в котлах. Погасить печь моментально практически невозможно, что повышает уровень пожарной опасности.
  • Печи требуют дымоходов с хорошей тягой, чтобы горение происходило интенсивно, а дымовые газы уходили в атмосферу и не проникали в помещения. Дымоходы необходимо изолировать от сгораемых строительных конструкций.
  • Для печи требуется постоянно хранить солидный запас топлива, который надо периодически пополнять, а шлак и зола требуют утилизации.

Если подытожить все вышесказанное, то, можно сказать, что печи имеют право на существование, но по многим показателям они все равно проигрывают другим видам отопления. В общем, хлопотное это дело – печи. Если в условиях дачного домика, где человек появляется периодически – это приятные хлопоты, то в домах постоянного проживания эксплуатация печи превращается в рутину и является чаще всего вынужденной мерой, когда, например, нет возможности организовать другую систему отопления из-за отсутствия магистрального газа.

Почему отопление с теплоносителем выигрывает у печного?

Как уже отмечалось ранее, одной из главных проблем печей является невозможность обогреть удаленные от них помещения. В современных моделях печей и каминов производители постарались решить эту проблему, снабдив свои отопительные приборы конвекционными воздушными каналами, к которым можно подключать воздуховоды. Теплый воздух от печи разносится по комнатам, отапливая их. Очень хорошее решение, которое, кстати, прекрасно работает в некоторых домах.

Пример камина с конвекционными воздушными каналами

Воздух в таких печах выполняет функцию теплоносителя, то есть такого вещества, которое способно принять тепловую энергию от печи, а затем транспортироваться к месту назначения и отдать ее удаленному помещению. Для этого надо только соорудить систему воздуховодов, что не лишено недостатков и связано с определенными трудностями:

  • Во-первых, воздуховоды имеют большие габариты их часто невозможно скрыть за строительными конструкциями.
  • Во-вторых, воздуховоды оказывают сильное сопротивление движению нагретого воздуха, особенно если имеют много поворотов. Поэтому имеются ограничения по их длине.
  • В-третьих, воздух имеет низкую удельную теплоемкость, поэтому чтобы передать определенное количество тепловой энергии для удаленной от печи комнаты требуется большое количество нагретого воздуха. Для этого надо либо сооружать воздуховоды большего размера, либо принудительно подавать нагретый воздух вентилятором.
  • И, наконец, по воздуховодам передается большое количество пыли, сажи и других загрязнений, которых возле печи всегда предостаточно.

Загрязненный воздушный канал

Лучшим и самым распространенным теплоносителем, используемым в системах отопления домов, является вода в силу своих достоинств:

  • Вода имеет очень большую удельную теплоемкость (С=4,187 кДж/(кг*°К)) по сравнению с сухим воздухом (С=1,005 кДж/(кг*°К)), поэтому может принимать и передавать большое количество тепловой энергии на значительные расстояния.
  • Нагретую воду легко транспортировать в нужное место по трубопроводам, имеющим малые габариты.

Трубопроводы системы отопления

  • Вода абсолютно безвредна, нетоксична и не горит.
  • Вода всегда доступна, можно сказать, что она почти бесплатна.

Главный недостаток воды – это ее высокая температура замерзания – 0°C, при этом она расширяется в объеме и повреждает приборы системы отопления. Вдобавок у воды в сочетании с кислородом воздуха высокая коррозийная активность к черным металлам. Жесткая вода — с высоким содержанием солей кальция и магния приводит к образованию накипи на внутренней поверхности труб, теплообменников и радиаторов, что резко снижает их характеристики. Все это требует специальных мер:

  • В домах круглогодичного проживания, в опасное для воды зимнее время, системе отопления ничего не грозит, так как она постоянно находится в работе. Современные газовые и электрические котлы имеют функцию защиты, которая не даст упасть температуре теплоносителя ниже +5°С.
  • В домах, где человек в зимнее время не появляется, воду из системы можно просто слить, но в этом случае будет идти ускоренная коррозия стальных деталей системы отопления. Еще одним выходом является применение специальных антифризов, снижающих температуру замерзания, но они совместимы не со всеми котлами и радиаторами, стоят недешево и со временем стареют.
  • Очень часто в системах отопления, где теплоносителем является вода, ставят «на страже» резервный электрический котел, задача которого поддерживать температуру в доме, а, значит, и теплоносителя, на определенном минимальном уровне. Когда появляются хозяева, запускается котел, растапливаются печи или камины и температуру поднимают до нужной. После уезда «на пост» опять заступает «стражник».

Резервный электрический котел

  • Чтобы снизить коррозийную активность воды в нее добавляют специальные присадки или делают систему закрытой. Тогда атмосферный кислород не проникает в систему отопления и коррозия прекращается либо идет очень медленно и не сказывается на общем сроке службы приборов системы отопления.

Конечно, возникает вопрос – возможно ли объединить прелести печного отопления с достоинствами систем, где теплоносителем выступает вода. И при этом постараться уйти от недостатков и одних и других. Полностью решить эту задачу не удалось, но существуют довольно неплохие технические решения как промышленно производимые, так и реализованные домашними Кулибиными. Рассмотрим их, и после этого можно будет делать определенные выводы.

Краткий обзор промышленно выпускаемых печей с водяным контуром для отопления

Среди всех вариантов реализации печи с водяным контуром надо выбирать те, которые уже применяются и успешно эксплуатируются. И в первую очередь нужно обратить внимание на уже готовые изделия, которые выпускает промышленность. И вот почему:

  • В подавляющем большинстве случаев уже готовая печь обойдется дешевле, чем самостоятельно сделанная или построенная.
  • Над созданием готовых печей работают целые коллективы высококлассных специалистов, имеющих богатый опыт, которые рассчитывают конструкцию, разрабатывают технологию производства и правила эксплуатации.
  • При изготовлении используются специальные жаростойкие сорта стали и чугуна, которые недоступны простому обывателю на металлобазах.
  • Качество промышленно изготовленных печей выше, чем сделанных кустарным способом, так как применяется технологическое оборудование высокого уровня.

Современные отопительно-варочные печи с водяным контуром

  • Все печи, поступающие в продажу от производителей, проходят долгий и мучительный процесс испытаний и оформления пакета документов у разрешительных и контролирующих органов.
  • Промышленно изготовленные печи имеют гарантию от производителя, могут быть обеспечены запасными частями, их легче устанавливать, к ним легко подобрать дымоход, они снабжаются набором уже готовых типовых проектов по созданию системы отопления или интегрированию в уже имеющуюся.

В настоящее время на рынке печного оборудования работает много именитых и не очень производителей: ABX(Чехия), NordFlam (Польша), EdilKamin (Италия), MBS (Сербия), Термофор (Россия), Romotop (Чехия), Chazelles (Франция), Invicta (Франция), Vira (Россия), Panadero(Испания), Storh (Германия) и множество других. В качестве примера мы решили показать две модели печей с водяным контуром: каминная топка «Аквариус» от компании Термофор и печь «Армада 20» выпускаемая под торговой маркой Vira. Обе эти модели мы намерено представляем от отечественных производителей, так как при равенстве технических характеристик некоторые западные «собратья» стоят либо неприлично, либо просто бессовестно дорого.

Каминная топка с водяным контуром «Аквариус»

Очень известная на рынке компания «Термофор» выпускает каминную топку «Аквариус», которая может быть снабжена водяным контуром теплообменника именно для целей отопления. Для топки может сооружаться любой понравившийся портал, чтобы она стала гармоничной частью интерьера дома. Выпускается это изделие в двух модификациях, как с теплообменником для воды, так и без него. Мы специально указали в таблице технические характеристики обеих моделей для сравнения.

МоделиАквариусАквариус ТО
Мощность каминной топки, кВт1212
Объем отапливаемого помещения (максимальный), куб. м200200
Габаритные размеры, Ш*Г*В, мм690*515*930690*515*930
Размер проема дверцы топки, мм315*535315*535
Масса, кг6877
Объем камеры сгорания, л70.762.5
Максимальный объем загрузки, л5652
Максимальный размер полена, мм545545
Диаметр дымохода, мм200200
Минимальная высота дымохода, м55
Объем теплообменника, л-11.6
Мощность теплообменника (максимальная), кВт-6
Максимальное рабочее давление, кгс/кв. см-0.5

Особенностями конструкции данной модели каминной топки являются:

  • Большое жаростойкое стекло дверцы топки защищено от оседания сажи и позволяет наблюдать за огнем.
  • Солидный объем топливника обеспечивает долгое горение.
  • Топка дополнительно защищена шамотным камнем, что продлевает срок ее службы.
  • Габаритные размеры позволяют подобрать стандартную облицовку для каминов или сделать свою.
  • Каминная топка с теплообменником «Аквариус ТО» может подключаться только в системы отопления открытого типа.

Из технических характеристик на этот прибор видно, что через водяной теплообменник топка может передать воде до 6 кВт тепловой энергии, значит, площадь отапливаемых помещений может быть порядка 50—60 м2 при высоте потолков 2,5 метра. Оставшиеся 6 кВт мощности можно направить на обогрев того помещения, где установлен камин, поэтому при сооружении портала следует организовать конвекционные потоки возле топки с выходом теплого воздуха сверху камина.

Этот камин, как, в принципе, и любую печь с водяным контуром категорически запрещено разжигать без воды в теплообменнике, это приведет к быстрому выходу его из строя. Вариант подключения «Аквариус ТО» в открытую систему отопления с естественной циркуляцией представлен на следующей схеме:

Схема подключения камина в открытую систему отопления с естественной циркуляцией

Таким образом, помимо своей декоративной функции камин может отапливать небольшой дом. Для того, чтобы теплообмен проходил более интенсивно, можно на обратной линии поставить циркуляционный насос с байпасной линией. При отсутствии электричества будет происходить естественная циркуляция воды, а при наличии будет включаться насос. Существуют модели каминов, которые могут включаться в систему отопления закрытого типа, но в рамках этой статьи мы их рассматривать не будем.

Твердотопливный отопительный котел «Armada 20»

Этот котел производится в России на заводе «Бермаш» в городе Березовском. Читателю может показаться, что авторы ушли от темы статьи, ведь она о печах с контуром для отопления, а речь вдруг пошла о котлах. Так вот котел «Армада» это не что иное, как печь того же производителя под названием «Легион» в которую вместо конвекционных труб нагрева воздуха поместили водяной контур из труб. Перестал ли этот агрегат быть печью? Конечно, нет! Просто поменялся теплоноситель.

Печами традиционно принято называть такие теплогенераторы, которые греют непосредственно в своем присутствии лучевым теплом (ИК излучением), а также нагревающие воздух. Котлы же призваны нагревать воду, которая в дальнейшем будет транспортироваться к различным приборам отопления: радиаторам, конвекторам, теплым полам и другим. Главная задача котла нагреть теплоноситель, а печи обогреть все вокруг себя. Но не будем отступать от заявленного производителем названия и расскажем о котле «Армада 20». Его технические характеристики представим в виде таблицы:

Технические характеристики котла ARMADA 20
Мощность котла (теплопроизводительность), кВт20
Отапливаемая площадь (h=2,5 м), кв. мДо 200
Габаритные размеры (Ш*Г*В), мм390*660*750
Глубина топки/размер полена, мм510/480
Масса (ез топлива и воды), кг115
Объем камеры сгорания, л90
Масса загрузки топлива (максимальная), кг12
Рекомендуемая загрузка для оптимального горения, кг4.8
Размеры проемы дверцы топки, мм190*292
Присоединительная резьба для прямой и обратной магистрали отопленияG 1 ½“
Объем воды в контуре, л28
Рабочее давление в системе, Мпа0.3
Мощность блока ТЭНов, кВт3*2=6
Диаметр дымохода, мм120
Высота дымохода (минимальная), м6
Максимальная выходная температура теплоносителя, °C95
Минимальная входная температура теплоносителя, °C60-80

Эта печь (котел) имеет некоторые конструктивные особенности, о которых надо обязательно упомянуть.

  • Теплообменник имеет большое количество труб, поэтому площадь теплосъема по отношению к объему воды внутри теплообменника максимальна. Этим достигается большая тепловая отдача.
  • Дверца снабжена прозрачным экраном из закаленного стекла, что позволяет визуально наблюдать за горением топлива.
  • Сверху котла расположена варочная панель. Это позволяет разогревать или готовить пищу.
  • В верхней части топки перегородка имеет съемную конструкцию, что позволяет чистить котел и дымоход от сажи.
  • Наружные части теплообменника являются заодно и воздушным конвектором, который закрыт панелями, окрашенными термостойкой порошковой краской.
  • Котел предназначен для сжигания дров (предпочтительно лиственных пород), топливных брикетов (евродров), пеллет, а также и бурого угля с величиной фракции не менее 4 см.
  • Без воды в теплообменнике котел эксплуатировать нельзя – это приведет к его быстрому выходу из строя.
  • В конструкции котла предусмотрены технологические отверстия для установки ТЭНа, что позволит без растопки зимой поддерживать температуру теплоносителя в безопасном диапазоне.
  • Котел может работать как в открытой, так и закрытой системе отопления с рабочим давлением теплоносителя не более 3 МПа.

Примеры обвязки котла для закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, а также в открытой с естественной циркуляцией показаны на рисунках:

Схема обвязки печи в открытой системе отопления

Схема обвязки печи в закрытой системе отопления

Таким образом, котел (печь с водяным контуром) «Армада 20» может уже отапливать достаточно большой дом и при этом он еще может использоваться для приготовления пищи и частично или полностью отапливать то помещение, где он установлен. Хотя основной теплосъем идет в пользу воды, все равно этот котел не перестал быть печью. Или, наоборот, — эта печь так и не стала абсолютно полноценным твердотопливным котлом.

Видео: Обзор печей с водяным контуром

Водяной контур для отопления в кирпичной печи

Очень заманчиво поместить теплообменник системы отопления в кирпичную печь, учитывая, что просто громадное количество энергии сгорания топлива уходит на разогрев массивной конструкции. И на самом деле печи со встроенным котлом существуют, и успешно эксплуатируются. И такая конструкция имеет массу преимуществ:

  • Вследствие своей большой массы и способности накапливать тепло, кирпичные печи являются определенным буфером-термоаккумулятором, который примет на себя излишнее тепло и, в случае необходимости передаст его тому, кому его недостает.
  • В большой кирпичной печи успешно уживаются и варочная поверхность, и камин, и водяной контур отопления, причем для всех этих устройств не надо сооружать отдельных дымоходов.
  • Передача тепла на поверхности и в массиве печи происходит равномерно, поэтому тепло на водяной контур будет передаваться с наибольшей эффективностью.
  • Даже после полного угасания огня в топке, кирпичная печь может в течение нескольких часов «делиться» теплом с теплообменником водяного контура. Но здесь все зависит от конструкции и массы печи.

Пример хорошо реализованного проекта кирпичной печи с водяным контуром

Главный недостаток такой конструкции – это сложность реализации. Лучше всего, когда использовать печь в качестве котла отопления задумывается еще до начала ее строительства или перед реконструкцией. В любом другом случае придется окунуться в очень хлопотные работы по разборке печи и сборке ее заново. И цена ошибки здесь очень высока, исправить что-то очень трудно.

Если хозяин решился на такой ответственный шаг, как организацию водяного контура в кирпичной печи, то здесь без специалистов никак не обойтись. Печами должны заниматься печники, а разрабатывать — инженеры совместно с теми же печниками. Никому же в голову не придет идти лечить зубы к автослесарю, почему же некоторые домовладельцы надеются на собственные силы или полагаются на «богатый опыт» соседа, кума, свата, брата. Именно поэтому лучше всего заказывать проект печи с водяным контуром у специалистов или воспользоваться готовыми техническими решениями, которые можно получить за символические деньги или совершенно бесплатно через интернет. Как говорится, Гугл и Яндекс вам в помощь.

Любое некорректное вмешательство в уже готовую печь нарушает ее работу, способствует быстрому ее разрушению, снижает КПД и создает опасность для здоровья и жизни людей. Перечислим типичные ошибки при установке водяного контура в кирпичную печь:

  • Теплообменник встроили в топливник кирпичной печи, поэтому его объем резко уменьшился, что сказывается на мощности, объеме закладки и КПД, причем в худшую сторону. Если по нему будет активно циркулировать теплоноситель, охлаждая топливник, то это приведет к снижению температуры, образованию большого количества сажи и химически агрессивного конденсата, который быстро «съест» теплообменник, если он не будет сделан из нержавеющей стали.

Водяной контур может сильно снизить объем топливника печи

  • Теплообменник встроили в дымовые каналы печи, чем нарушили их пропускную способность. В итоге часть угарных газов возвращается в помещение топочной, а это может привести к очень плачевным результатам.
  • Теплообменник вмуровали в кладку. При его нагреве происходит линейное расширение металлов, которое приводит к разрушению печи, образованию трещин.
  • Теплообменник неоправданно большой мощности встроили в дымоход. Циркулирующая вода снижает температуру дымовых газов, это приводит к лавинообразному образованию конденсата, который разрушает и дымоход, и теплообменник.

Разрушение дымохода конденсатом

И подобных ошибок с непредсказуемыми последствиями может быть еще очень много. Это еще раз доказывает то, что лучше воспользоваться готовым техническим решением и привлечь профессионалов для кладки и монтажа, так как за деньги, потраченные на хороший теплообменник из нержавеющей стали и работу печника уже можно купить отличный твердотопливный котел от известных «брендовых» производителей.

Виды теплообменников и места их расположения в кирпичной печи

Прежде всего, необходимо определиться с тем, из какого материала будет сделан теплообменник, который будет помещен в кирпичную печь. Существуют несколько вариантов, рассмотрим каждый из них:

  • Медные теплообменники очень эффективны, так как теплопроводность меди одна из самых лучших, но внутри кирпичных печей их применять категорически нельзя. Почему? Дело в том, что температура плавления меди 1083 °C, а в топке она может повышаться до 1200 °C. При постоянно циркулирующем теплоносителе температура трубы, конечно же, не поднимется до таких значений, но кто может гарантировать то, что не возникнут нештатные ситуации. Вдобавок медь очень боится агрессивных химических соединений, которыми изобилует конденсат.

Медный теплообменник требует постоянно циркулирующего теплоносителя

  • Чугунные теплообменники выгодно отличаются тем, что имеют очень высокую коррозийную стойкость. Главный их недостаток – это хрупкость и боязнь резких перепадов температур. Если в горячий чугунный теплообменник запустить порцию холодной воды, то температурные деформации приводят к образованию трещин и выходу его из строя. Чугун тяжело обрабатывается и выпускается в виде литых деталей, которые затем собираются резьбовыми элементами через уплотнители, что снижает их надежность. Некоторые умельцы в качестве теплообменника используют чугунные радиаторы, но эффективность их мала, разве что посуду помыть или принять душ.

Теплообменник из чугунного радиатора

  • Стальные теплообменники распространены больше всего, так как сталь – это доступный и легкообрабатываемый материал. Для теплообменника печи рекомендуется применять жаропрочную сталь с толщиной стенки не менее 3 мм, а лучше 4—5 мм. Трубы лучше выбирать бесшовные. К сожалению, сталь подвержена коррозии, поэтому нужно топить печь в таких режимах, которые менее всего способствуют образованию конденсата, а также никогда не сливать теплоноситель из водяной рубашки.
  • Теплообменники из нержавеющей стали – самые лучшие, но и самые дорогие. Наиболее распространенная марка стали — AISI 304. Лучше эти детали не делать самому, а заказать их изготовление на предприятиях, где есть оборудование для лазерной резки металлов и сварки в среде аргона. Тогда качество швов будет максимально приближено к материалу самой трубы.
Из чего изготавливать теплообменник?

Теплообменники могут изготавливаться из металлического листа, круглых или профильных прямоугольных труб и их сочетаний. Рассмотрим основные их виды.

  • Теплообменник из листовой стали обычно располагают в самом жарком месте — прямо в топке печи, он облегает стенки и потолок и при этом в нем есть отверстия для загрузки дров и выхода дымовых газов. Изготавливают его из листа 3—4 мм толщиной, а сверху и снизу вваривают отрезки труб с диаметром 40—50 мм для подающей и обратной магистрали. Внутренний зазор в теплообменнике не должен быть менее 3 см – для предотвращения закипания воды. При этом надо строго следить за тем, чтобы верхняя подающая труба была в самой верхней точке теплообменника, иначе в нем могут образовываться паровые пробки, которые при выходе в систему отопления грозят гидравлическим ударом, способным повредить трубы или радиаторы.

Теплообменник из листовой стали

  • Теплообменники из труб тоже чаще всего располагают в топке. Для изготовления таких теплообменников берут трубы диаметром 40—50 мм или профильные прямоугольные трубы 40*60 мм, 60*60 мм. Из них сваривается пространственная конструкция, которая в каждой отдельно взятой печи будет разная. Главное, чтоб теплообменник не загораживал дверцу загрузки, колосники и дымовые каналы.

Теплообменник из стальных толстостенных труб

  • Если печь используется для приготовления пищи и имеет варочную поверхность, то в верхней части топки теплообменники не делают, в этом случае они должны облегать боковые поверхности.

Теплообменник для печи с варочной поверхностью

  • Очень часто теплообменники из труб в виде плоских регистров располагают в колпаке печи или в дымооборотных каналах. Тепла они в этих местах могут снять меньше, поэтому обычно они внушительных размеров, но работают они в более мягких условиях, поэтому и прослужить могут больше. Главное условие – они не должны препятствовать выходу дымовых газов. Именно поэтому конструкция их просчитывается заранее. Ставить такие теплообменники в уже готовую печь категорически запрещено.

Плоский трубчатый регистр в дымооборотном канале

Расчет мощности и размеров теплообменника печи

Естественно, что для целей отопления мощность теплообменника должна быть рассчитана. Неправильно рассчитанный водяной контур либо не будет обеспечивать нужный температурный режим в помещениях, либо, наоборот, при избыточной мощности в комнатах будет как в пустыне Сахара и уменьшить температуру будет очень трудно, так как управлять пламенем в кирпичной печи очень сложно. Как это сделать правильно?

Отопление должно компенсировать теплопотери дома, поэтому их оценка – это первое что надо сделать. Такие расчеты делают инженеры-теплотехники. Методика расчета имеет довольно сложный алгоритм и требует большого количества исходных данных. Самостоятельно сделать такие расчеты довольно непросто, но практика показывает, что в большинстве случаев на каждые 10 м2 площади дома требуется от 1 до 1,2 кВт мощности системы отопления. При этом высота потолков должна быть от 2,5 до 2,7 м.

После расчета теплопотерь можно переходить к расчету мощности самого водяного контура (теплообменника), которая зависит от того в какой среде с какой температурой он находится и от его площади соприкосновения с этой средой. Практика говорит о том, что с каждого квадратного метра теплообменника можно «снять» в среднем 5—10 кВт тепловой энергии. Но примерные показатели нас не могут устраивать, поэтому будем подсчитывать точнее.

Очевидно, что мощность всего теплообменника будет зависеть от его площади S и некоего показателя – удельной мощности Qу, которая отражает сколько тепловой энергии может дать теплообменник единичной площади в 1 м2: Q=S* Qу.

Удельная мощность также величина расчетная и ее можно вычислить по простой формуле:

Qу=k*(Tm—tm), ккал/час, где:

  • k– коэффициент теплопередачи материала в расчете на 1°С. Для стали, которая используется в теплообменниках k=12 ккал/час.
  • Tm – температура нагревающей среды (средняя), которая является средним арифметическим между максимальной и минимальной температурами. Tm=(Tmax+Tmin)/2.
  • tm – среднее арифметическое температуры в водяном контуре. tm=(tпод+tобр)/2, где tпод – температура теплоносителя на выходе (подаче) из теплообменника, а tобр – температура на входе (обратке).

Допустим, что печь работает на угле, тогда средняя температура в топке будет: Tm=(1000°C+600°C)/2=800°C. Температуру теплоносителя примем: tm=(80°C+60°C)/2=70°C. Тогда удельная мощность теплообменника будет: Qу=12*(800—70)=8760 ккал/час. Переведем калории в ватты: 1 Ватт=859,85 кал, значит, Qу=8760000 ккал/859,85=10187,82 Ватт≈10,2 кВт. Получается, что с одного квадратного метра теплообменника теоретически можно снять 10 кВт тепловой энергии.

Если вместо угля будут использоваться дрова, то, естественно, что их теплотворная способность ниже. Максимальная и минимальная температуры в топливнике будут: Tmax=700°С, Tmin=300°С, значит Qу=12*(500—70)=5160 ккал/час, что в ваттах составляет 5160000/859,85=6001,05≈6 кВт. Получается, что при топке печи дровами можно с 1 м2 площади теплообменника, расположенного в топливнике, снять около 6 кВт тепловой энергии.

В зависимости от потребности в количестве тепловой энергии можно вычислить необходимую площадь теплообменника: S= Q/ Qу. Допустим, что для отопления дома необходимо 15 кВт тепловой энергии, значит, площадь теплообменника, которая соприкасается с горячей средой в топочной камере должна быть 15/6=2,5 м2. Если теплообменник будет сделан из стального листа, то площадь его вычислить несложно, а если из круглых труб, то площадь каждой трубы вычисляется: Sтр=2*π*D*l, где D – диаметр трубы, а l – длина трубы. Площадь прямоугольных труб вычисляется как их периметр, помноженный на длину. Именно так можно рассчитать такой теплообменник, который удовлетворит потребности в отоплении дома.

Монтаж водяного контура в кирпичную печь

Отметим важные особенности монтажа теплообменников в кирпичную печь:

  • Теплообменник должен монтироваться только в специально предназначенную для этого печь. При реконструкции старых печей необходимо обращаться к специалистам, они сделают нужные расчеты и предложат такую конструкцию теплообменника, которая не будет нарушать нормальную работу печи.
  • После изготовления теплообменника его обязательно нужно опрессовать давлением 6 бар как до установки в печь, так и после того, как он будет смонтирован.

Опрессовочный насос

  • Обычно теплообменники монтируют сразу после обустройства фундамента печи, а уже потом производят кладку.
  • Для компенсации тепловых расширений необходимо при монтаже теплообменника оставлять зазор между ним и стенками печи не менее 10—15 мм. Вмуровывать теплообменник в тело печи категорически запрещено.
  • Места выхода труб теплообменника не надо замуровывать строительными растворами. Для труб следует оставлять зазор 5 мм, в который помещается жаропрочный уплотнитель, например, асбестовый шнур. Выход труб из печи должен быть не менее 10—15 см, чтобы была возможность повторного нарезания резьбы при ее повреждении.
  • Соединение теплообменника с трубами системы отопления необходимо делать только с жаропрочными уплотнителями.
Правила эксплуатации печи с водяным контуром

Мало того, что расчеты и сам монтаж теплообменника в печь – это довольно трудоемкие и ответственные операции, для нормальной работы отопления еще и требуется соблюдения набора правил:

  • Ни в коем случае нельзя эксплуатировать печь с пустыми теплообменниками, это приведет к их быстрому прогоранию.
  • Запрещается отсекать теплообменник от системы отопления при работающей печи. При нагреве воды, она расширяется в объеме, повышается давление, что может привести даже к взрыву. Лучше не ставить никакую запорную арматуру на выходах теплообменника.

Последствия взрыва водяного контура печи

  • Нельзя подавать холодную воду в теплообменник при разогретой печи. Температурные деформации могут вывести его из строя. Самое слабое место – это сварные швы.
  • Для повышения эффективности системы отопления лучше использовать циркуляционный насос соответствующей производительности с байпасом.

Циркуляционный насос с байпасной линией

  • В системе отопления необходимо обязательно предусмотреть в самой нижней точке кран для слива воды из системы.
  • При необходимости в водном контуре печи можно использовать специальные антифризы.
Сооружение отопительно-варочной печи с водяным контуром своими руками

Как уже было рекомендовано авторами статьи, лучше воспользоваться готовой и испытанной временем конструкцией печи, которая подробно описана в известной книге Я. Г. Порфирьева «Печные работы». Это обогревательное устройство занимает площадь в основании 1020*1160 мм и имеет высоту в 2380 мм. Теплообменник водяного контура имеет размеры (750*500*350 мм) изготовлен из листовой стали и расположен в топливнике, поэтому варочная поверхность используется только для разогрева пищи. По словам автора конструкции теплоотдача в водяной контур примерно 5,5 кВт при топке два раза в сутки, а при усиленной может достигать 18 кВт, что позволяет отопить помещения общей площадью до 180—200 м2.

Список необходимых материалов и приборов

ИзображениеОписание материалов (печных приборов)Количество, шт
Кирпич красный полнотелый (без учета дымохода)710
Кирпич шамотный огнеупорный ША-871
Топочная дверца 210*250 мм1
Поддувальная дверца 140*250 мм1
Дверца чистки зольника 140*140 мм7
Колосниковая решетка 250*300 мм2
Чугунная плита 710*410 мм1
Теплообменник из листовой стали 750*500*350 мм1
Задвижка печная 130*250 мм1
Задвижка для варочной камеры 130*130 мм1
Полоса стальная:
50*5*400 мм1
50*5*980 мм2
Стальной уголок 50*50*5*9802
Предтопочный лист 500*1000 мм1

Порядок проведения работ

Прежде чем начинать работы по строительству печи с водяным контуром, необходимо тщательно изучить конструкцию печи, посмотреть ее общий вид и то, как она выглядит в разрезах. Это все представлено на трех последующих рисунках.

Общий вид отопительно-варочной печи

Разрезы печи с водяным контуром

Разрез печи с противоположной стороны

После этого надо изготовить теплообменник водяного контура печи, чертеж которого представлен на следующем рисунке.

Чертеж теплообменника

Что следует учесть при изготовлении теплообменника?

  • Стенки, обращенные к огню, изготавливаются из листовой стали 5 мм.
  • Наружные стенки, которые несут меньшую тепловую нагрузку допустимо изготавливать из стали 3 мм.
  • С задней стороны должна быть оставлена щель шириной не менее 50 мм для выхода газов из топливника.
  • Выход теплообменника (подача) изготавливается из бесшовной стальной трубы диаметром 40 мм, причем она должна быть вварена в самой верхней точке.
  • Другой выход (обратка) делается из такой же трубы и вваривается в самой нижней точке теплообменника.
Порядовка кладки печи с водяным контуром

Перед кладкой печи необходимо соорудить под нее соответствующий фундамент, но в этой статье мы рассматривать этот вопрос не будем, а перейдем к порядовке. Перед этим ознакомимся с условными обозначениями, которые будут встречаться в дальнейшем.

Условные обозначения на порядовке

ЧертежОбъемный видДополнительный вид
Выкладывается сплошной 1 ряд кирпичей. Очень важно соблюсти горизонтальность и прямоугольность, так как от этого многое потом будет зависеть. В этом ряду задействовано 36 красных кирпичей.
На кладке 2 ряда начинается формирование основания зольной камеры. Устанавливается дверца размером 140*250 мм. Задействуется 31 целый красный кирпич и одна половинка.
Кладется по схеме 3 ряд. Количество кирпичей как и в предыдущем – 31 красный целый и половинка.
На 4 ряду начинается формирование топливника, поэтому уже используется 11 шамотных кирпичей и 21 красного. Для установки колосников в кирпиче ША-8 делаются вырезы.
На этапе формирования 4 ряда, в вырезанные пазы укладываются решетки. Для компенсации тепловых расширений оставляется зазор около 5 мм.
На дно топливника устанавливается теплообменник (котел)
При кладке 5 ряда оставляется зазор 5—6 мм - для термического расширения теплообменника. За ним оставляется свободное пространство, соединяющееся с горизонтальным каналом. На этом же этапе устанавливаются 2 дверки 140*140 мм – для чистки канала. Используются 14 красных и 3 шамотных кирпича.
6 ряд. Горизонтальный канал отделяется канала за котлом, о оставленное в предыдущем ряду отверстие будет увеличивать тягу печи. На этом же ряду устанавливается дверца топки. Используются 15 целых красных кирпича и одна половинка, а также 1 шамотный.
По схеме выкладывается 7 ряд. Используется 15 и ½ красных и 2 шамотных кирпича.
При кладке 8 ряда перекрывается дверца топки котла. Для этого используется полоса 50*5*400 мм. В ряду выложено 11 и ½ красных кирпичей и 6 шамотных.
В 9 ряду выпускается труба подачи котла. Половинки шамотного кирпича над дверцей топливника срезаются наискосок. На две равные части делится горизонтальный канал. Используется 12 и ½ красного кирпича и 7 шамотного.
На том же 9 ряду над дверкой топки устанавливается подрезанная наискосок вниз ¾ часть шамотного кирпича.
На 10 ряду кирпичи выпускают вовнутрь, поэтому пространство над котлом сужается. Используются 3 красных и 18 ½ шамотных кирпича.
11 ряд. Кирпичи уже с торцов печи также выпускаются вовнутрь. В кирпичах делаются вырезы для укладки чугунной варочной плиты. Учитывается, что тепловой зазор должен быть не менее 5 мм. Количество используемых кирпичей: 10 красного и 16 ½ шамотного.
На 11 ряду устанавливается чугунная плита. В том месте, где будет проем в варочную камеру, устанавливается уголок 50*50*980 мм.
На 12 ряду начинает формироваться варочная камера. Следует обратить внимание на то, чтобы варочная чугунная поверхность была съемной – приподнималась за переднюю часть и вынималась. Используется 12 красных и 5 шамотных кирпичей.
Выкладывается по схеме 13 ряд, в котором используется 16 ½ красного кирпича.
В 14 ряду вертикальный канал увеличивается на всю доступную ширину. Для его чистки монтируется дверца 140*140 мм. Используется 14 ½ красного кирпича.
15 ряд выкладывается аналогично с предыдущим по схеме, что обеспечивает перевязку швов. Используется 14 ½ красного кирпича.
В 16 ряду перекрывается фасад варочной камеры при помощи стальной полосы 50*5*980 мм и уголок 50*50*5*980. Используется 15 красных кирпичей.
17 ряд завершает перекрытие фасада варочной камеры, для этого используется 18 ½ красных кирпичей.
18 ряд. Для полного перекрытия самой варочной камеры монтируются две полосы из стали 50*5*980 мм, и выкладывается 19 красных кирпичей согласно чертежа.
19 ряд завершает перекрытие всей варочной камеры. Оставленный проход в половину кирпича нужен для вытяжки. В проходе вырезаются углубления для задвижки. Используется 32 красных кирпича.
19 ряд завершает установка малой задвижки камеры 140*140 мм.
20 ряд формирует основание верхних газоходов. Для этого по чертежу выкладываются половинки, которые будут основой последующих перегородок. Для прочистки и ревизии монтируются 4 дверцы 140*140 мм. Для укладки этого ряда требуется 18 красных кирпичей.
21 ряд продолжает формирование перегородок. Для него требуется 17 ½ красных кирпичей.
22 ряд. Для него требуется 21 красный кирпич.
В 23 ряду верхние газоходы разделяются на 4 канала. Один из них (левый нижний на чертеже) в дальнейшем будет основным дымоходом, а остальные выполняют функцию общего колпака, разделенного перегородками. Используется 24 красных кирпичей.
Для укладки 24 ряда требуется 24 красных кирпичей.
Для укладки 25 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.
Для укладки 26 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.
Для укладки 27 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.
Для укладки 28 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.
Для укладки 29 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.
В 30 ряду начинается объединение всех дымооборотных каналов, кроме основного. Используется 20 красных кирпичей.
31 ряд продолжает объединение вертикальных каналов. Для него требуется 21 ½ красных кирпичей.
32 ряд подготавливает перекрытие печи. Используется 25 ½ красных кирпичей.
33 ряд перекрывает печь. Оставляется основной канал размером 130*260 мм, используется 35 красных кирпичей.
34 ряд перекрывает второй раз печь. Для этого нужно 37красных кирпичей. Для установки основной дымовой задвижки вырезаются пазы.
Устанавливается и подгоняется по месту дымовая задвижка.
35 ряд завершает кладку тела печи. Делается основание для насадной трубы дымохода. Для этого нужно 5 красных кирпичей.

На этом сооружение печи можно считать законченным. Дымоход реализуется уже абсолютно индивидуально, так как при этом должно учитываться и этажность дома, и тип перекрытия, и вид стропильной системы, и покрытие крыши, и многие другие факторы.

Видео: Отопительно-варочная печь с водяным контуром

Подводные камни водяных контуров печей

Столь соблазнительное занятие, как обустройство водяного контура в печи не так безупречно, как хотелось бы, так как в этом с первого взгляда правильном мероприятии есть свои подводные камни. И тема была бы не раскрыта полностью, если авторы умолчали об этом. Итак, что же может ожидать обладателя печи с водяным контуром для отопления?

  • Прежде всего, такие печи нельзя эксплуатировать с пустым водяным контуром, как уже отмечалось ранее. Представим ситуацию, когда семья на выходные решает посетить дачный домик зимой и растопить печь или камин. Предусмотрительный хозяин, конечно, слил осенью всю воду из системы отопления, поэтому ее надо заполнять заново. Неудобство? Конечно, да! Не факт, что на даче есть водопровод, а хороший антифриз на основе пропиленгликоля, залитый в систему, стоит немало и может вести себя в печах непредсказуемо. Температурное объемное расширение антифризов гораздо выше, чем простой воды, поэтому и рост давления происходит лавинообразно.
  • Другим подводным камнем эксплуатации печей с водяным контуром является то, что в теплое время года, растопив печь для приготовления пищи или камин, хозяева будут вынуждены мириться с тем, что батареи тоже будут горячими, ведь без воды эксплуатировать печь нельзя, а лишнее тепло летом совершенно не нужно. Как быть? Возможным вариантом решения этой проблемы является установка теплоаккумулятора, который стоит гораздо дороже даже очень хорошего твердотопливного котла. Еще одним решением может явиться установка радиаторов отопления где-нибудь на чердаке или в подвале и в летнее время просто переключать водяной контур на них, сбрасывая лишнее тепло и внося свой малый вклад в глобальное потепление и таяние льдов Арктики. Но опять же это лишние заботы и расходы.
  • Практически все современные системы отопления делают с принудительной циркуляцией теплоносителя, для чего применяют специальные насосы. Это позволяет более эффективно передавать тепло и использовать трубопроводы меньших диаметров. И ничто не мешает оснастить водяной контур печи еще и циркуляционным насосом, группой безопасности, расширительным баком и другими обязательными компонентами системы. Но стоит ли это делать – большой вопрос. Современные котлы имеют продуманную с точки зрения безопасности конструкцию, испытаны высоким давлением, имеют защиту. Возникновение опасной нештатной ситуации в случаях котлами, в том числе и твердотопливными, крайне маловероятно, чего нельзя сказать о самодельных конструкциях печей с водяным контуром. Слишком велико в них влияние человеческого фактора.

Итак, какие же можно сделать выводы. Станет ли печь с водяным контуром полноценным котлом? Никогда в жизни! Да, это больше чем просто печь, но еще не котел. И наоборот – котел вряд ли станет печью. У этих устройств отличные друг от друга функции и пересечение их может быть и экономически необоснованно, а также трудно реализуемо и в некоторых случаях просто-напросто опасно. Дешевле и лучше иметь отдельно печь и котел, тогда каждое из этих устройств реализуются во всей красе, не мешая друг другу.

Идеальное место печи с водяным контуром с точки зрения инженерной науки

Существует ли такое идеальное место, где печь или камин с водяным контуром реализуются во всей своей красе? Безусловно, да. Посмотрим на рисунок, где приведена схема энергоэффективного дома.

Один из вариантом энергоэффективного дома

Видно, что одним из главных компонентов общей системы отопления и горячего водоснабжения дома является теплоаккумулятор, называемый еще буферной емкостью, установленный в котельной цокольного этажа. Он представляет собой емкость большого объема (обычно не менее 500 литров) в которой находятся змеевики теплообменников от различных источников тепла. Это может быть газовый или твердотопливный котел, панели солнечных коллекторов, и, как видно из вышеприведенного рисунка, нашлось место и камину с водяным контуром. Разбор теплоносителя для различных целей (радиаторное отопление, теплые полы) идет из этой емкости. За всеми «запросами» следят датчики с контроллерами и насосные группы.

Теплоаккумулятор в разрезе

Горячее водоснабжение осуществляется из внутреннего бака, герметично отделенного от основной емкости. Нагрев воды идет через металлические стенки. При необходимости, через специальные фланцы во внутренний бак с горячей водой может быть установлен ТЭН, «помогающий» в ночное время, когда действуют сниженные тарифы на электроэнергию. Корпус буферной емкости заключен в мощную теплоизоляцию из пенополистирола толщиной не менее 100 мм, что обеспечивает минимальные потери тепла.

Системы отопления на основе буферных емкостей имеют несомненные преимущества:

  • Теплоаккумулятор большого объема принимает на себя излишнее тепло, которое может вырабатываться твердотопливными котлами, а также печами с водяным контуром или гелиосистемами. Это предотвращает перегрев и продлевает срок службы оборудования.
  • Система отопления с буферной емкостью работает стабильнее, так как нет зависимости только от одного источника тепла.
  • Применение теплоаккумулятора позволяет экономить до 30% энергоресурсов.

Главными недостатками систем с буферной емкостью являются их энергозависимость и очень высокая цена на оборудование. Поэтому безупречное с точки зрения инженерной науки применение печи с водяным контуром может стать абсолютно не обоснованным с точки зрения здравого смысла. Хотя, безусловно, за подобными системами будущее. В развитых странах, где государство субсидирует использование различных альтернативных источников энергии, такие системы уже применяются достаточно широко.

Заключение

Подводя итоги статьи можно заключить, что печи с водяным контуром вполне могут использоваться для отопления дома, но со многими оговорками:

  • Лучше всего использовать промышленно изготовленные печи и камины, которые специально приспособлены для водяного отопления.
  • При использовании кирпичной печи в целях подогрева теплоносителя лучше всего строить с нуля специально приспособленную и рассчитанною именно для этих целей конструкцию.
  • Реализация печи и котла в одной конструкции – труднореализуемая задача, имеющая свои подводные камни.
  • Идеальное место для печей с водяным контуром – это система отопления с буферной емкостью.

stroyday.ru


Смотрите также