Водяное отопление от печи на дровах: печь с водяным контуром своими руками, регистр для печного отопления, кирпичная печка с водяным отоплением, кладка

Contents

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.

Кирпичная печь в интерьере

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.

Правила устройства кирпичных печек

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.

Минусы печного водяного отопления

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.

Металлическая печь водяного отопления

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.

Независимость печного отопления от электроэнергии

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.

Обвязка дровяной печки

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.

Легкая буржуйка ставится без 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.

Стальные трубы для печи

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.

Расширительный бак системы отопления

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.

Теплобменник из чугунной батареи

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.

Рекомендуем:  Чистка газового котла от сажи: пошаговая инструкция

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.

Доработка чугунного теплообменника в печь

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.

Схема рубашки из листовой стали

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.

Как выглядит отопительный контур

Конструкция отопительного контура может быть разной, как и место его установки.

    • Наиболее популярными вариантами считаются:

Схема кирпичной печи с котлом

    • Самодельный котел — сварная металлическая емкость из стали толщиной 4-5 мм, вмонтированная в тело печи, с входным и выходным патрубком. Он может располагаться как над топкой, так и в другом месте, где при горении дров существенно повышается температура. КПД таких котлов — до 80%.
    • Водяная рубашка — конструкция, аналогичная котлам, но размещается она по всем сторонам топки, при этом эффективность нагрева будет максимальной. КПД — 85%.

Схема кирпичной печи с водяным контуром

  • Теплообменник, или регистр. Состоит из металлических, преимущественно стальных труб, сваренных в систему. Они надежны и долговечны, цена стали по сравнению с медью невысока. Может размещаться как в топке, так и в дымовых каналах. Использование труб повышает эффективность нагрева за счет увеличения площади соприкосновения горячего воздуха с металлом. КПД теплового контура при расположении в топке — до 90%, если же он располагается в дымовых каналах, где температура значительно ниже, КПД снижается и не превышает 70%.

Особенности

Сама кирпичная печь с отопительным контуром может иметь различную конструкцию, теплообменник можно встроить практически в любую печь. Однако, при этом необходимо учитывать особенность эксплуатации таких печей в частных домах.

Печи, в которые вмонтированы котлы или теплообменники, расположенные в топке, нельзя эксплуатировать без активно работающего отопительного контура, поэтому в жаркое время года топить их будет невозможно — в доме будет жарко и душно.

    Некоторые домовладельцы считают, что можно решить эту проблему двумя путями:
  • перекрыть циркуляцию теплоносителя;
  • слить воду из батарей.

Делать этого категорически нельзя! В первом случае вода в котле перегреется, и он взорвется, разрушив кладку. Во втором — сталь теплообменника прогорит, ведь температура в топке печи при горении дров может превышать 1000 градусов.

    Выйти из этой ситуации можно сделать двумя способами:
  • Сделать в печи две топки, «зимнюю», нагревающую котел и тело печи, и «летнюю» — нагревающую варочную панель, но позволяющее сохранить температуру в тепловом контуре в разумных пределах. Топить «летнюю» топку в частном доме можно в любое время года. Дымовые каналы обеих топок выводят в общий дымоход и перекрывают задвижками.
  • Разместить теплообменник в отдельных дымовых каналах. Летом движение дымовых газов по ним перекрывают задвижками. Такая конструкция имеет более низкий КПД водяного контура, но она более долговечна, безопасна и универсальна.

При летней эксплуатации печи с водяным контуром не перекрывайте циркуляцию воды и не сливайте теплоноситель! Это может привести к повреждению печи или теплового контура!

Требования к отопительным системам

Системы водяного отопления, подключенные к котлам, могут иметь естественную (гравитационную) циркуляцию или принудительную — с циркуляционным насосом.

Гравитационная система отопления

Принудительная система отопления с насосом

Следует отметить одну особенность работы кирпичной печи с водяным контуром, включающим циркуляционный насос. Насос работает от электрической сети. При внезапном отключении электроэнергии циркуляция воды в системе прекращается, вода в теплообменнике быстро перегревается, образуется пар, и может произойти взрыв котла.

Эту проблему в котлах длительного горения промышленного производства решают автоматическим отключением котла при исчезновении электроэнергии и остановке насоса. Быстро отключить кирпичную печь, обладающую запасом тепловой энергии невозможно. Нужно или восстановить работу насоса, включив аварийный источник электропитания, или погасить печь и принять меры к снижению давления в системе.

Для обеспечения безопасности в системах с принудительной циркуляцией и теплообменником, расположенным в топке, необходима установка аварийного клапана, сбрасывающего излишек давления в системе! Цена экономии на мерах безопасности может быть очень высока!

Водяной контур

Схема отопления дровами легко модернизируется путем установки в печке теплообменников. Этот вариант дает способ получить водяное теплоснабжение для обогрева частного дома дровами. Монтаж дровяного котла — самый востребованный и удобный вид в сравнении с камином и печью.

Твердотопливные котлы

В отличие от газа, твердое топливо дрова или уголь имеют продолжительный срок горения. Закладка такого топлива дает большое количество тепла, а система с этим топливом не может мгновенно остыть. Поэтому твердотопливные котлы имеют свои особенности:

  • теплоноситель, нагреваясь, расширяется в объеме;
  • предусматривается отвод для лишней воды в отопительной системе;
  • расширительный (открытый) бак для излишков воды.

Котел может быть классического типа (энергия от сгорания дров) или пиролизный (энергия газовая от тления дров). Во втором случае, несмотря на высокую цену, снижается расход дров, а автономность повышается.

Важно! Котел работает по принципу передачи тепловой энергии от сжигания дров теплообменнику.

Твердотопливный котел имеет свои плюсы:

  • автономная работа, практичность;
  • простой монтаж и эксплуатация;
  • экономичность – невысокая стоимость за кубометр дров;
  • возможны два типа топлива – дрова и газ;
  • из твердого топлива кроме дров можно использовать уголь, брикеты, навоз.

К минусам относят:

  • постоянный присмотр с регулярным добавлением топлива;
  • КПД не выше 70%;
  • образование дыма, копоти.

Средняя цена данного котла может быть 35 -80 тыс. руб. На отопление коттеджа с площадью 100-160 кв.м. мощность конструкции подойдет.

Правила организации котельной для котла на дровах

Котельная для котла на дровах должна быть организована по определенным правилам. Во избежание образования обратной тяги монтируют спецконструкцию на дымоход. Помещение должно иметь:

  • два освещения – естественное и электрическое;
  • площадь не менее 6 кв.м., а объем площади для использования при этом не должен быть менее 15 м3.;
  • высота потолков 2,5 м;
  • дымоходную систему – не ниже 4 м, при этом диаметр зависит от размеров патрубка от котла, но не меньше 1 м;
  • обязательная принудительная вентиляция, норма – воздушного объема в три раза больше, чем при работе котла.

В котельной должен быть свободный подступ ко всем агрегатам при ремонте и профилактике.

Внимание! По требованиям пожарной безопасности для отделки помещения котельной материал используют негорючие.

Конструкция печей с водяным отоплением

Отличительной особенностью любой печи для отопления дома, оснащённой водяным контуром, является теплообменник, иначе называемый змеевиком, радиатором или котлом. Это устройство способно обеспечить нагрев неограниченного количества воды. Габариты и форма бака зависят от объёма топочной камеры и могут варьироваться в самых широких пределах.

Теплообменник

В некоторых модификациях печей для отопления дома теплообменник устанавливается непосредственно в топку, но при таком способе существует опасность протечки теплоносителя (то есть, воды) или даже взрыва при его перегреве и закипании. Кроме того, в этом случае неизбежно уменьшается ёмкость топочной камеры. Более безопасным вариантом является встройка теплообменника в колпак дымохода. При этом большая часть горячего воздуха, поднимающегося из топки, будет нагревать теплоноситель, а не улетучиваться через трубу на улицу.

Схема установки печи-камина с водяным контуром для горячего водоснабжения

Схема установки печи-камина с водяным контуром для горячего водоснабжения

Расчёт мощности и размеров теплообменника

Самостоятельный расчёт мощности и размеров теплообменника довольно сложная задача для того, кто не является инженером-теплотехником, но в большинстве случаев возможно сделать приблизительную оценку.

Полезный совет! Практикой доказано, что при высоте потолков от 2,5 до 2,7 м на 10 м2 площади дома требуется от 1 до 1,2 кВт мощности отопительной системы.

Обычная печь для дома на дровах в течение часа выделяет примерно 6,5 тысяч кКал, что достаточно для прогревания небольшого дачного дома. Наличие водяного контура повысит уровень комфорта вдвое. После расчёта теплопотерь можно рассчитать мощность самого теплообменника. Теплосъём с каждого квадратного метра его площади варьируется в пределах от 5 до 10 кВт. Этот факт и лежит в основе определения потребной мощности.

При выборе теплообменника для печи или камина необходимо учитывать параметры строения и системы отопления в нём

При выборе теплообменника для печи или камина необходимо учитывать параметры строения и системы отопления в нём

На самом деле, нет нужды погружаться в сложные формулы. Достаточно обратиться к специалистам, которые руководствуясь уже готовыми таблицами, подберут теплообменник для печи частного дома, соответствующий заданным параметрам строения и системе отопления в нём.

Рекомендуем:  Короб для труб отопления: виды (решетки, плинтусы), изготовление декоративной ниши из гипсокартона своими руками

Материал

Прежде чем определиться с конструкцией регистра (он же теплообменник) печи для дома, следует решить, из какого материала он будет сделан. Существует несколько вариантов:

  • медь — с одной стороны, медный змеевик очень эффективен, так как теплопроводность этого материала одна из лучших. С другой – его температура плавления равна 1083°С, а в топке – при нештатных ситуациях, возникновение которых никогда нельзя исключить полностью, – она может подняться до 1200°С. Поэтому на использование меди в топливнике кирпичной печи наложен категорический запрет. Дополнительно нужно обратить внимание на то, что образующийся при охлаждении контура конденсат содержит агрессивные химические соединения, которые вызывают коррозию;
  • чугун — чугунные радиаторы очень устойчивы к воздействию коррозии, но отличаются хрупкостью, а температурные деформации, возникающие при остывании и нагреве, могут привести к образованию трещин и порче теплообменника. Кроме того, регистр из чугуна – ввиду того, что этот металл плохо поддаётся обработке – собирается из литых деталей с использованием резьбы и уплотнителей, что приводит к понижению надёжности агрегата в целом;

Кирпичная печь-голландка одна из самых простых печей с хорошими КПД и теплоотдачей

  • сталь — наиболее доступный и легкообрабатываемый материал. Теплообменники рекомендуют делать из жаропрочной стали толщиной от 3 до 5 мм, используя при этом бесшовные трубы. При этом следует поддерживать такой режим отопления, при котором образуется как можно меньше конденсата, и никогда не сливать теплоноситель, потому как стальные изделия подвержены коррозии;
  • жаростойкая нержавеющая сталь — лучший, но и самый дорогой материал для радиатора печи для частного дома.

Полезный совет! Самая подходящая сталь для теплообменника – марки AISI 304. При изготовлении деталей желательно использовать лазерную резку и сварку в аргоновой среде.

Конструкция печи-камина с водяным контуром

Конструкция печи-камина с водяным контуром

Конструкция

Теплообменник – в зависимости от его материала – может быть изготовлен из круглых или профильных прямоугольных труб, металлического листа, а также из сочетания этих деталей. Месторасположение и способ установки определяется его формой:

  • теплообменник из листовой стали — может быть помещён в самое жаркое место, то есть — в топочную камеру. Для изготовления используется стальной лист 3÷4 мм толщиной в сочетании с трубами диаметром 40÷50 мм для подключения подающей и обратной магистралей. Во избежание образования паровых пробок верхняя труба для подачи воды должна быть в самой верхней точке теплообменника, ибо при проникновении паровой пробки в систему отопления возникает опасность гидроудара. Что в свою очередь приведёт к разрушению труб или радиаторов. Чтобы вода в теплообменнике не закипела, его внутренний зазор должен быть не менее 30 мм;

Стальные трубы для изготовления теплообменника печи

Стальные трубы для изготовления теплообменника печи

  • теплообменник из труб — делается из труб: круглых диаметром 40÷50 мм или прямоугольных профильных сечением 40×60 или 60×60 мм. Также может быть расположен в топке (при условии, что сделан не из меди), пространственное решение зависит от конкретной печи. Главное – устройство не должно загораживать дверцу для закладки топлива, колосники и дымооборотные каналы. Если печь является отопительной-варочной, то трубы теплообменника прокладывают только вдоль боковых плоскостей топочной камеры;
  • трубчатый плоский регистр — чаще всего располагаются в дымооборотных каналах или колпаке печи, где условия более щадящие, поэтому могут прослужить дольше, чем радиаторы, находящиеся в топке. Размеры их весьма внушительны, так как находятся они в местах, где теплосъем низкий, и должны быть просчитаны заранее, ибо не должно возникать препятствий для выхода дымовых газов.

Размещать печь в доме необходимо с соблюдением правил пожарной безопасности

Размещать печь в доме необходимо с соблюдением правил пожарной безопасности

Монтаж

Монтаж теплообменника должен производиться только в ему предназначенную печь для дома. Видео- и фотоинструкции наглядно подтверждают необходимость привлечения специалиста-печника и соблюдения ряда правил:

  • теплообменник после изготовления должен быть дважды опрессован давлением в 6 бар: до установки в печь, а также после неё;
  • теплообменник монтируется сразу после устройства фундамента под печь, после чего выполняют её кладку;
  • абсолютно не рекомендовано вмуровывать теплообменник в кладку печи! Между ним и стенками должен быть зазор в 10÷15 мм, компенсирующий тепловое расширение;

лементы комбинированой системы отопления коттеджа с камином и солнечными коллекторами

Элементы комбинированой системы отопления коттеджа с камином и солнечными коллекторами

  • при монтаже труб следует оставлять зазор в 5 мм и заполнять его асбестовым шнуром или другим жаропрочным уплотнителем;
  • отрезок трубы на выходе должен иметь длину не менее 10÷15 см. Это позволит нарезать новую резьбу в случае её повреждения;
  • трубы отопления соединяются с теплообменником только с использованием жаропрочного уплотнителя;
  • реконструкцию готовой печи с целью установки в неё водяного контура должен делать только специалист.

Для обустройства печи лучше воспользоваться услугами опытного печника

Для обустройства печи лучше воспользоваться услугами опытного печника

Достоинства печного отопления

Печь – элемент дизайна дома. Внешний вид конструкции зависит только от фантазии и возможностей хозяев дома. Конечно, есть ряд требований безопасности, но они не мешают разместить печку в любой комнате, придать конструкции желаемую форму, цвет, стиль. Например, сделайте похожей на камин и наблюдайте за уютным потрескиванием огня зимними вечерами.

Печь не требует ежегодного сервисного обслуживания, влетающего в копеечку. Конструкцию чистят, проверяют тягу, но гораздо реже, причем сделать это легко самостоятельно. Единственное, на что иногда приходится тратиться – косметический ремонт, поддерживающий привлекательный внешний вид.

Водяной контур обходится дешево, нет необходимости приобретать дорогое дополнительное оборудование, искать комплектующие.

Примечательно, что водяной контур не обязательно проектировать заранее. Его легко встроить в уже готовую печь, например, если вы занимаетесь реставрацией старого дома.

Плюс печки по сравнению с твердотопливными котлами – нагрев дымоотводов. Даже после окончания топки тепло продолжает передаваться по дому, пока она не остынет, а этот процесс занимает до нескольких часов.

Недостатки печного отопления с водяным контуром

Теплообменник встраивается в топливник и существенно уменьшает размеры. Если печь строится с нуля, эту особенность легко учесть при проектировании и сделать топку большего размера. Если же происходит реконструкция, придется чаще подкладывать топливо.

Печи пожароопасны. При правильной эксплуатации инциденты исключены, но важно оставаться бдительными – открытый огонь не прощает ошибок и использует любую возможность вырваться наружу.

Важно убедиться в правильном функционировании печи и научиться проводить регулярные проверки, иначе рискуете стать жертвой угарного газа, выделяемого при горении. Опять же, если все сделано по инструкции, такая вероятность исключена, но бдительность важна!

На заметку! Печное отопление часто используется в загородных домах. При наличии водяного контура в холодное время года есть опасность его замерзания, если печь протапливается не регулярно. Выходом становится слив воды из системы, но это неудобно, если вы часто бываете в доме, потому что каждый раз надо наполнять контур заново. Поэтому в качестве нагреваемой жидкости лучше использовать незамерзающую.

Изготовление своими руками

Возведение камина без наличия соответствующего опыта возможно при наличии подробных чертежей с указанием порядной укладки кирпичей. Сначала заливают бетонный фундамент или выкладывают его из блоков до уровня чернового пола. Сверху устраивают гидроизоляцию из рубероида.

Для топки желательно использовать шамотные изделия. Теплообменник желателен из чугуна, но подойдет сварной регистр труб с толщиной стенки минимум 4 мм. Соединения теплообменника с трубами отопления должны находиться за пределами топки.

Остальное возводят из огнеупорного кирпича на глиняном растворе. После формирования свода сверху монтируют дымоход. Его можно построить без труб из кирпичей с тыльной стороны камина на собственном фундаменте.

Перед розжигом после окончания строительства надо подождать две недели. Затем заполнить систему водой. Первую топку провести в щадящем режиме, постепенно увеличивая пламя.

Требования при монтаже

Толщина слоя воды в теплообменнике должна превышать 4 см, так как при меньшей толщине вода будет закипать.

Стенки змеевика должны быть не менее 5 мм, а в случае использования угля — еще толще. Несоблюдение толщины может привести к прогоранию стенок.

печь с водяным контуром своими руками
Процесс строительства печи

Теплообменник ни в коем случае не должен быть смонтирован вплотную к стене топки. Оставьте не менее 2 см. Это пространство необходимо при тепловом расширении змеевика.

 

Особое внимание необходимо уделить пожаробезопасности системы. Между печью и деревянными перегородками непременно должны оставаться воздушные прослойки, так как именно перегрев деревянных конструкций является первой причиной возгораний. Лучше всего выполнить облицовку кирпичом или другими огнеупорными материалами.

Какие материалы потребуются

Для самой печи: бетон, раствор, огнеупорный и красный глиняный кирпич, задвижки, топочная дверка, колосниковая решётка, зольник.

Для изготовления теплообменника: металлические трубы диаметром до 50 мм или листы стали толщиной 3 мм и прямоугольный профиль 60х40 мм.

Для изготовления отводящих и подводящих коммуникаций печи: металлические трубы. Для распределения горячей воды по дому: трубы из полипропилена и радиаторы.

Необходимые инструменты

Для кладки печи, изготовления теплообменника, монтажа коммуникаций и обогревательных приборов понадобятся:

  • строительный уровень;
  • рулетка;
  • мастерок;
  • ведро;
  • пассатижи;
  • электродрель;
  • сварочный инвертор;
  • гаечный ключ;
  • отвёртка.

Возможно, потребуются и другие инструменты, поскольку кладка печи с водяным контуром и разводка в каждом случае производятся с учётом индивидуальных условий.

Расчет размеров регистра

Чтобы своими руками сделать для печки водяной контур, нужно определить его размеры, а точнее, — площадь теплообменной поверхности. Для этого воспользуйтесь следующим алгоритмом:

  1. Выясните, какова площадь отапливаемых комнат и умножьте ее на 0,1 кВт. Если вы проживаете в одном из холодных северных регионов, умножайте квадратуру помещений на 0,2 кВт. Для дома 100 м² понадобится соответственно 10 и 20 кВт тепловой энергии.
  2. Из практических наблюдений следует, что регистр, установленный прямо в топливник, способен передать теплоносителю до 10 кВт теплоты с каждого квадратного метра своей поверхности. Поделите значение потребности в тепле на эту цифру и получите площадь радиатора.
  3. Для экономайзера и бака, вмонтированного в дымоходный канал, где температура ниже, принимайте значение удельной теплоотдачи не 10, а 6 кВт с 1 м² поверхности.
  4. Зная площадь, размеры прямоугольной емкости рассчитать нетрудно. А вот длина труб, из которых варится регистр, вычисляется по формуле: L = S / πD (S – площадь, D – диаметр трубы).

Схема работы отопителя из кирпича

Схема кирпичной печи с водогрейным котлом, размещенным в топке

Примечание. При расчете отапливаемой площади не нужно брать все 100 или 200 квадратных метров дома, отнимите от них помещения, которые печь обогревает напрямую.

Если в качестве примера взять комнаты дачи с квадратурой 100 м², то теплообменная поверхность встроенного в топку радиатора должна составлять не меньше 1 м². При монтаже в газоход эта площадь увеличится до 10 / 6 = 1,67 м².

Встраиваем бак в кирпичную печь

Первое и важное правило: планировать монтаж водяного контура необходимо еще до постройки отопителя из кирпича. Переделать готовую конструкцию практически невозможно, придется ее снова разобрать как минимум наполовину. Это касается всех чисто отопительных печек – русской, голландки и шведки, не имеющих варочной поверхности.

Батарея из стальных труб

В этом случае регистр монтируется в дымооборот печки, а не в топливник

Справка. Если у вас дома или на даче выложена отопительно-варочная плита, то переделать ее иногда возможно. Поднимите чугунную поверхность с конфорками и оцените, можно ли под нее поставить котел и какую форму ему придать. Обязательно посоветуйтесь с мастером – печником.

Предлагаем вариант простой плиты с нагревательным котлом, установленным на пути продуктов горения, но за пределами топливника. Благодаря этому бак изготавливается из металла толщиной 3 мм, чего достаточно для долгой и надежной работы. Схематично агрегат выглядит так:

Устройство дровяной плиты

Совет. Если вы подобрали другую конструкцию, где емкость монтируется в топливник, то ее стенки, обращенные к пламени, делайте из металла толщиной 5 мм, остальные – 3 мм. Для изготовления регистра используйте трубы с толщиной стенки 3,5 мм, а при установке не связывайте его со стенками печки, поскольку у металла и кирпича разные коэффициенты расширения.

Порядовая укладка кирпичей - схема

Порядок кладки варочной плиты

Рекомендуем:  Какой настенный двухконтурный газовый котел лучше: ТОП-6 лучших по надежности, характеристикам и качеству моделей и фирм, как выбрать навесной котлоагрегат для отопления и ГВС, актуальные цены

При монтаже оберните бак асбестовым шнуром и зафиксируйте его на нужном ряду кладки. Такая же изоляция асбестом делается на патрубках подачи и возврата теплоносителя, проходящих сквозь стену печи. Как правильно выполняется кладка в соответствии с порядовками, подробно описывается в другом материале.

Кладка печи с водяным контуром, находящимся в камере сгорания, описывается в следующем видеоролике:

Делаем контур для стальной печки

Чтобы изготовить теплообменник самоварного типа на дымоход, подберите 2 трубы: одна по диаметру должна равняться размеру патрубка печки, а вторая – на 3—4 см больше (например, 102 и 133 мм).

Сваривание железной трубы со штуцерами

Самодельный теплообменник самоварного типа

Дальше действуйте в таком порядке:

  1. Определите теплообменную площадь, как описано в предыдущем разделе, после чего отрежьте обе трубы по расчетному размеру.
  2. В кожухе водяной рубашки проделайте 2 отверстия 20—30 мм и приварите к ним патрубки подачи и обратки с резьбами.
  3. Вставьте одну трубу в другую и сварите между собой, сделав перемычки из стальной полосы. Из нее же изготовьте верхнюю и нижнюю крышку для самодельного водяного контура.
  4. Проверьте агрегат на герметичность и установите на дымоход как можно ближе к масляной или дровяной печи. Больше подробностей об изготовлении показано на видео.

В отличие от внутренних водяных контуров, экономайзер без проблем подключается к различным системам отопления – с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Во втором случае важно выполнить уклон магистралей 2 мм на 1 м. п. трубы и поставить в верхней точке открытый расширительный бак.

Подключение батарей к водяному контуру

Печные теплообменники

как устроен змеевик печи
Схема обустройства змеевика

На схеме изображен один из вариантов змеевика. Такой тип обменника хорошо размещать в отопительно-варочных печах, потому как его строение легко позволяет разместить сверху плиту.

С целью уменьшения трудоемкости процесса изготовления можно внести немного изменений в данную конструкцию и заменить верхнюю и нижнюю П-образные трубы на профильную трубу. Кроме того, вертикальные трубы тоже заменяются на прямоугольные профили в случае необходимости.

Если змеевик подобной конструкции устанавливается в печах, где не будет варочной поверхности, то для увеличения КПД обменника целесообразно добавить несколько горизонтальных труб. Обработку и вывод воды можно делать с различных сторон, это зависит от конструкции печи и устройства водяного контура.

теплообменник для отопительной печи
Змеевик-теплообменник

Змеевики из листовой стали

Толщина стали для данного вида обменника должна составлять не менее 5 мм. В конструкции также используется профиль 60 х 40 мм и патрубки 50 мм, которые служат для ввода и вывода воды. Размер обменника зависит напрямую от длины топливника вашей печи.

Если обменник из стали планируется встраивать отопительно-кухонную печь, то целесообразнее будет соорудить конструкцию таким образом, чтобы раскаленный газ обтекал верхнюю полку обменника и выходил в дымооборот, находящийся в передней части змеевика. В таком случае над змеевиком можно установить варочную поверхность.

виды теплообменников для печи
Теплообменник из листовой стали

Кроме того, существует вариант изготовления теплообменника из листовой стали в виде книжки, соединив стенки обменника трубами или профилем. В этом случае у регистра отсутствует верхняя полка, а для лучшей циркуляции можно добавить соединительных труб в верхней части регистра. Ввод и вывод можно делать как на задней части обменника, так и на боковой стенке.

В этом случае варочную плиту можно размещать прям над поверхностью регистра.

Как монтировать водяной контур

Монтаж происходит таким же образом, как и монтаж при любой другой системе отопления. Единственный момент, который нужно учитывать — «обратка» при печном отопление расположена выше.

Циркуляция теплоносителя бывает трех видов:

  1. Естественная. Для естественной циркуляции монтаж труб нужно осуществлять под максимально допустимым уклоном. Кроме этого, в том месте где труба выходит из печи необходимо устроить «коллектор разгона»: для этого трубу направляют вертикально в высоту 1–1,5 м, а потом вниз к радиаторам по наклонной.
    устройство печи отопительной
    Естественная циркуляция
  2. Принудительная. Этот вид циркуляции увеличивает КПД до 30%. В схему добавляется циркулярный насос, который и создает давление теплоносителя. Однако устраивать систему с одним только видом принудительной циркуляции нежелательно, ведь в случае перебоев с электроэнергией или выходом насоса из строя циркуляция воды не будет осуществляться, что приведет к закипанию теплоносителя в системе.
    обустройство отопительной домашней печи
    Принудительная циркуляция
  3. Комбинированная. Для данного вида циркуляции необходимо совместить монтаж труб с уклоном, как описано в первом пункте, с насосом. Насос в данном случае подключается в систему по параллельной магистрали, как указано на схеме 4. При такой комбинации насос будет работать при наличии электроэнергии, при ее отсутствии циркуляция будет осуществляться естественным путем.

Монтаж печи

Монтаж печи обычно доверяют мастеру, потому что не имея опыта сложить грамотную конструкцию самостоятельно вряд ли получится.

Размер печи зависит от площади дома — чем больше дом, тем больше должна быть печь. Если вес печи превышает 750 кг, то в том месте, где она будет выложена, необходимо подготовить специальный фундамент. От основного фундамента печной постамент должен быть отделен зазором, заполненным песком. Важно также сделать правильную термоизоляцию пола в этой части.

печь с водяным контуром
Монтаж отопительной печи с водяным контуром

Печное отопление с водяным контуром — одно из самых практичных и дешевых решений обогрева частного дома. При всей своей эффективности монтаж такой системы не требует больших материальных затрат, кроме того, данный вид отопления может привнести изюминку в дизайн вашего дома.

Строительство кирпичной печи с водяным контуром: видео

Печь с водяным контуром: фото

печное отопление в доме

печное отопление в доме

печное отопление в доме

печное отопление в доме

печное отопление в доме

печное отопление в доме

Сложности при строительстве и наладке

Главная сложность при строительстве печей с водяным контуром — их интеграция в существующую планировку здания. Приходится искать в нём удобное место, а потом адаптировать к условиям работы печи.

Фото 7

Если заложить конструкцию системы в перспективу ещё на этапе проектирования здания, то удастся просчитать все нюансы и сделать КПД отопительной системы максимально высоким.

Элементы водного контура (теплообменник, трубы для выхода горячей воды и входа обратки) лучше протестировать сразу после изготовления и до установки.

Если все уже построено и смонтировано, а теплообменник вдруг потечёт, придётся разбирать кладку и отсоединять коммуникации, чтобы устранить обнаруженный дефект.

Другая проблема при строительстве системы может возникнуть из-за давления. Жидкость по водяному контуру движется под действием собственного давления. Но его не всегда достаточно, чтобы теплоноситель попал в отдалённые участки помещения. Тогда на помощь приходит электронасос для равномерного распределения тепла по всем участкам здания.

Пошаговая инструкция

Возведение отопительной печи осуществляется в следующем порядке:

  1. Заливка фундамента с армированием стальными стержнями, уложенными в виде решетки. Уровень фундамента опускается на 4-6 см ниже уровня напольного покрытия.
  2. Укладывается 2 слоя красного кирпича на цементно-песчаный раствор. Основная задача — обеспечение идеальной горизонтальной поверхности.
  3. Последующие ряды кирпича ложатся на глиняный раствор, в соответствии с послойной схеме укладки. Толщина шва составляет 3-4 мм.
  4. Поверх 2-го ряда начинается формирование зольной камеры, а на лицевой стороне — проема для дверцы. Под этот элемент отводится 3 ряда кирпичей.
  5. Начиная с 4 ряда, обустраивается топливная камера из шамотного кирпича. Для монтажа колесниковой решетки в кирпичах вытачиваются пазы. Внизу топливной камеры крепится основание теплообменника.
  6. На 5-м ряду устанавливаются дверцы для чистки.
  7. В 6-м ряду формируется горизонтальный канал для увеличения печной тяги. На этом же ряду закрепляется топочная дверца, которая перекрывается 8-ым рядом.
  8. В 9-м ряду отводится труба от теплообменника.
  9. Начиная с 10-го ряда, производится изменение пространства внутри печи за счет укладки кирпичей вдоль и поперек.
  10. Чугунная плита монтируется поверх 11-го ряда кирпичей, а с 12-го по 17-ый ряд формируется варочная камера. Перекрытие ее осуществляется стальными полосами.
  11. С 20-го по 30-ый ряд — формирование каналов дымохода. Для его чистки на 21-ом ряду устанавливаются специальные дверцы. На 23-ем ряду дымоход разделяется на 4 канала.
  12. Перекрытие печи монтируется на 33-м, а завершается на следующем ряду кирпичей.
  13. Кладка печи завершается на 35-ом ряду.

При установке печи следует учитывать некоторые особенности:

  1. Под дверцу и сверху нее прокладывается полотно из асбеста. Сбоку закрепляются отрезки стальной проволоки длиной не менее 35 см, концы которой входят между кирпичами.
  2. Топочная камера обязательно выкладывается шамотным, огнестойким кирпичом.
  3. При формировании варочной камеры под плитой оставляются зазоры для компенсации теплового расширения металла.
  4. При установке теплообменника, между ним и кирпичной кладкой должен оставаться зазор не менее 5 мм. Зазор 6-8 мм оставляется в отверстиях, где выводятся трубы.
  5. Очистные дверцы дымохода устанавливаются так, чтобы была возможность доступа к любой его части.
  6. Дымоход можно выложить из кирпича или установить готовую, покупную конструкцию (обычно в виде сэндвич-трубы).

Собственную отопительную систему в частном или загородном доме можно соорудить на базе печи с водяным контуром. Такую печь можно собрать своими руками при наличии навыков каменщика. Самый простой вариант — просто установить уже готовую металлическую печь. При соблюдении всех рекомендаций система позволит отопить дом даже площадью более 150 м².

Варианты использования

Как видим, работ, хлопот и затрат на полноценное отопление дома от печи с водяным контуром более чем достаточно. Попробуем разобраться, в каких же случаях ее использование может оказаться целесообразным.

Вариант 1: энергосберегающий дом с теплоаккумулятором. В таких домах даже воздух вентиляции проводят через рекуператор, чтобы выходящий подогревал входящий. Сердце такого дома – теплоаккумулятор. Они бывают краткосрочного (до 2-3 суток) и длительного действия. Краткосрочные заполняются высококипящей теплоемкой негорючей жидкостью; в долгосрочных используются расплавы минеральных солей.

Вариант этот очень дорогой: даже один только суточный теплоаккумулятор стоит дороже хорошего котла с обвязкой и резервным электропитанием. Дом на 40-50 квадратов жилых с долгосрочным аккумулятором стоит несколько млн. USD, но дело и не в этом. Лучшие из современных теплоаккумуляторов на солях держат тепло до 3-4 мес. и окупиться хоть когда-нибудь способны только в краях, где суммарный годичный расход тепла в доме на все нужды, кроме отопления, превосходит таковой на обогрев дома за отопительный сезон. Нам до них далеко – географически и климатически. В средних широтах при относительно недорогом топливе теплоаккумулятор может в принципе сделать дом энергонезависимым, если будет хранить тепло год или более. Поэтому данный вариант рассматриваем только для общего развития.

Варианты использования печи с водяным контуром для отопления дома

Варианты использования печи с водяным контуром для отопления дома

Вариант 2: есть довольно обширный дом без подвала, есть доступное или даровое бросовое топливо, по качеству непригодное для котла, но кондиционное любого вида недоступно или дорого. В таком случае на печи с водяным контуром возможно построить комбинированную СО (в центре на рис.): удаленные комнаты подогреваются до комфортной температуры избыточным теплом от печи с чугунным регистром. Способности принимать тепло батареи-гармошки хватит на 1-3 комнаты, т.к. частично они греются и теплом непосредственно от печи. По той же причине вероятность размораживания системы крайне мала. Сама СО – простейшая открытая гравитационная.

Вариант 3: есть действующая СО с принудительной циркуляцией котлом в подвале, но штатное топливо для него дорого, а бросовое есть в наличии. Включаем в систему регистры прочих теплогенерирующих приборов. Параллельно, через обратные клапаны (справа на рис.), чтобы не сбивали с режима друг друга и всю систему. Расход штатного топлива за сезон резко уменьшается: избыточное тепло от прочих приборов теперь не уходит в окна и вентиляцию, а идет в трубу. Не в дымовую, а в отопительную, и гораздо сильнее помогает котлу экономить штатное топливо. Это единственное на сегодняшний день всегда и везде оправданное решение о приобретении или постройке печи (камина, печи-камина) с водяным контуром.

Источники
  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/pechi/pech-s-vodyanym-konturom-dlya-otopleniya-doma.html
  • https://gidpopechkam.ru/pechki/kirpichnaya-vodyanym-konturom.html
  • https://zen.yandex.ru/media/id/5c6bb5bf2fc51a00ae4aaa58/5d55556635c8d800ae97f3b5
  • https://psk-remont.ru/2017/07/20/%D0%BF%D0%B5%D1%87%D1%8C-%D1%81-%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D0%BD%D1%8B%D0%BC-%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BC-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F/
  • https://zen.yandex.ru/media/id/5c169e6f87f1e000ac197a44/5c385aef5d92d200abadf9ab
  • https://sdelai-lestnicu.ru/pechi-i-kaminy/pec-kamin-s-vodanym-konturom-otoplenia-vybor-i-ustanovka
  • https://derevyannie-doma.com/poleznoe/pech-s-vodyanym-konturom-svoimi-rukami.html
  • https://ogon.guru/stroitelstvo-svoimi-rukami/pech/vidi-pechey/dlya-dachi/s-otopitelnim-konturom.html
  • https://clubpechnikov.ru/pech-s-vodyanym-konturom/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Mastack.ru
Adblock
detector