Печь для отопления дома с водяным отоплением

Способы решения задачи

Очевидно, что для подогрева теплоносителя и подачи его в радиаторную систему дровяную печку нужно снабдить дополнительным теплообменником. Есть два пути: приобрести для дома готовую металлическую либо чугунную печь длительного горения со встроенным водяным контуром, либо изготовить ее своими руками.

Существует несколько разновидностей самодельных теплообменников и вариантов их монтажа:

1. Бак – котел, встраиваемый прямо в топливник или в один из дымоходных каналов.
2. Регистр, сваренный из труб, иногда – в виде змеевика. Тоже ставится внутрь камеры сгорания либо в газоход.
3. Теплообменник самоварного типа (техническое название – экономайзер). Устанавливается сугубо на дымоход для отбора теплоты у отходящих газов.
4. Полноценная водяная рубашка. В упрощенном исполнении подобная печь-камин с водяным контуром показана выше на схеме.

https://www.youtube.com/video/rkTbJntZC6Q

Бак-котел для нагрева теплоносителя

Водяной контур можно изготовить из таких материалов:

• черная или нержавеющая сталь;
• чугун;
• медь.

Стальные теплообменники практичны и недороги, а потому наиболее популярны. Цена меди слишком велика, а вот температура плавления – низкая, отчего при горении угля подобная конструкция может «поплыть». Что же касается чугуна, то самостоятельно отлить из него регистр не получится, разве что вмонтировать в газоход старую отопительную «гармошку» МС-140, как показано на фото. Но помните: батарея моментально лопнет при подаче холодного теплоносителя в раскаленную печку либо в результате замерзания воды во время длительного простоя.

Система будет работоспособной при условии наличия постоянной циркуляции теплоносителя в трубах. Это обеспечивается обязательным уклоном, а также желательной установкой циркуляционного насоса, гарантирующий необходимое движение и предотвращающий закипания воды.

Небольшие по габаритам, но отличающиеся достаточной мощностью насосы гарантируют хорошую циркуляцию. Они необходимы особенно при большой протяженности отопительной системы. Установка такого насоса выполняется на обратку, то есть на возвращающую теплоноситель трубу.

Рассчитывать только на насос и монтировать трубопроводы без уклона не следует, поскольку при перебоях в поставках электроэнергии может возникать закипание и выход из строя и насоса, и самой системы. В таких случаях лучше прибегать к установке расширительных баков, которые компенсируют расширение воды.

Завершаются проектные работы ознакомлением специалистов со схемами. Они помогут устранить ошибки, ведущие к нестабильной работе водяного отопления от печки. Это также возможность избегания нарушений правил безопасности.

Целесообразность установки печи с котлом

Отопление помещений печным способом занимает следующее место по экономичности после газового. Реальность такова, что газовые магистрали проходят не везде, поэтому приходится отапливаться дровами. Обычная дровяная печь обладает одним серьезным недостатком: эффективность обогрева достигается лишь в ближайшем помещении, и то, не совсем равномерно.

Можно выделить такие нюансы пользования дровяной печью:

• Комнаты, расположенные вдалеке, либо остаются холодными, либо их приходится дополнительно обогревать электричеством. Помимо этого, зачастую, мощные электрообогреватели попросту не от чего запитать. Так как на одну розетку приходится максимум в 3,5 кВт, а мощность устройства превышает 7 кВт, требуется и вовсе трехфазное питание.
• За отсутствием тепловой завесы окна постоянно потеют, покрываясь изморозью.

Решением данной проблемы будет разводка теплосети от печи по помещениям, и установка под окнами радиаторов для водяного отопления. Потребуется проделать минимум работы: соединить печь с котлом водяного отопления, и сделать соответствующую качественную разводку.

Простой способ

Допустим, имеется готовая кирпичная печь (отопительная, отопительно-варочная или обычный камин).

От нас требуется сделать разводку по дому и затратить при этом минимум средств. Легче всего в процессе встраивания котла в кирпичную печь сделать и разместить в топке обычный змеевик. Как правило, печь с теплообменником более эффективна и экономична. Стоит отметить, что можно использовать любую форму теплообменника.

Стоит учитывать такие три нюанса:

1. Предельную разницу высот на входе и выходе.
2. Максимальную площадь поверхности.
3. Теплообменник не должен мешать процессу горения и подаче топлива.

Желательно, чтобы теплообменник был сделан из жаропрочной нержавеющей стали. Хотя такой материал обойдется вам значительно дороже в сравнении со сталью, которая со временем поддается ржавлению, одно он прослужит намного дольше.

В тех случаях, когда печь только возводится, можно добиться того, чтобы водяной котел в кирпичной печи работал максимально эффективно.

Чтобы этого добиться, потребуется выполнить такие условия:

• Продукты горения должны выходить из дымоотводящей трубы с предельно возможной температурой. Коэффициент полезного действия такой печи будет тем выше, чем больший объем тепла будет отдан внутри печи.


• Идеально, если теплообменник будет установлен за пределами топливника. Такой подход объясняется тем, что пламя, являясь летучим веществом, легко отдает свое тепло и охлаждается, в результате чего мы имеем частичное сжигание топлива, КПД печи ухудшается. Хотя, казалось бы, в топке присутствует самая высокая температура.
• Схема должна быть таковой, чтобы вода в теплообменнике перемещалась навстречу тепловому потоку. Иными словами, охлажденный теплоноситель должен встречаться с самыми холодными печными газами, а разогретый – с газами, имеющими более высокую температуру.

Таким образом, получится удерживать большую постоянную температуру между двумя участками, и можно будет добиться более эффективного отопления. Помимо всего прочего, на теплообменнике будет скапливаться намного меньше конденсата, который провоцирует ржавление обычной стали.

Данный способ обустройства печки с котлом водяного отопления очень прост – он подразумевает установку колпакового дымохода с размещенным внутри теплообменником, способным удерживать большое количество теплоносителя. Лучше всего в качестве теплообменника в данном случае использовать регистр, сваренный воедино из нескольких труб большого сечения.

Устанавливая котел в печку своими руками по такой схеме, получим следующие результаты:

1. Печные газы будут дольше оставаться в колпаке – самые горячие будут скапливаться в его верхней части, а их выход за пределы колпака будет происходить после того, как продукты горения остынут и опустятся вниз.
2. Отсутствуют какие-либо препятствия для горения в топливнике. Сгорание топлива будет происходить максимально эффективно.
3. Естественное движение потоков в находящемся в колпаке теплообменнике осуществляется снизу вверх. Самые холодные отработанные газы контактируют с теплоносителем, только что попавшим в теплообменник.

Если все условия по соединению котла для кирпичной печи с водяным отоплением будут полностью соблюдены, готовая отопительная система, созданная своими руками, получится максимально эффективной. Однако какой вариант теплообменника лучше всего подойдет именно для вас, решать только вам. 

Водяное отопление от печки: обеспечение оптимального температурного микроклимата

Деревянные дома в классическом варианте с печным отоплением прогреваются весьма неравномерно. Прогретый воздух постоянно находится возле печи, а отдаленные углы отличаются прохладностью. Использование нескольких печей обходится весьма недешево. Лучше совместить отопление – печное и водяное, как это делают многие наши соотечественники, которые стремятся к достижению тепла и уюта своего существования.

Решение заключается в снабжении обычной кирпичной печи теплообменником, напоминающим по форме змеевик. Его монтируют в топливных помещениях либо у оснований дымоходов. Печное тепло прогревает воду в нем, которая потом поступает в радиаторы, расположенные по комнатам. Происходит равномерное прогревание зданий.

К преимуществам таких систем относятся:

• • Эффективное и равномерное прогревание – батареи устанавливаются в разных комнатах и обеспечивают постоянное тепло.
  
  

Полная независимость – на такие отопительные системы не влияют ни газопроводы, ни газопроводы. Единственная зависимость – от хозяина, который определяет когда и сколько топить.

• Отсутствие в потребности привлечения специалистов для обслуживания систем отопления. Оно вполне по силам самим потребителям.

Недостатком такого отопления с использованием печей является его довольно высокая пожароопасность, требующая соблюдения мер защиты зданий. Этот вариант не может считаться мобильным, поскольку передвижения исключены. Не используется в двухэтажных домах. Приходится прибегать к сооружению дополнительной печи, что влечет немалые расходы.

Не смотря на потребность ежедневного запуска отопления от печки с водяным отоплением, чувствуется существенная экономия топлива. Минус еще и в потребности постоянного контроля функционирования системы.

Делаем разводку для системы водяного отопления

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).

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.

Самой простой схемой отопления будет однотрубная, с естественной циркуляцией теплоносителя. Ее по другому еще называют гравитационной системой – в ней жидкость в зависимости от температуры, увеличиваясь и уменьшаясь в объеме, циркулирует по системе.

Более детально схема печного котла выглядит так:

• От теплообменника контур поднимается вверх – таким образом создается разгонный коллектор. В его конце устанавливают расширительный бачок открытого типа. Он необходим для сбора лишнего теплоносителя вследствие расширения, там же в него попадают излишки воздуха из отопительной системы.
• Далее основной контур по всему дому идет обратно от расширительного бака к теплообменнику, отдавая при этом все тепло радиаторам.

Чтобы в печи с котлом для отопления дома циркулирующая вода всегда могла двигаться по контуру, по всей его длине должен быть небольшой уклон. Для достижения наилучшей в нем циркуляции, конечная часть контура должна быть как можно ниже.

При врезке котла в печь для отопления своими руками контур делают из трубы как минимум в 32 мм, поскольку уменьшение внутреннего диаметра увеличивает давление в системе. Радиаторы устанавливают параллельно ей и оборудуются дросселем на подающей нитке, отсекающим вентилем на обратной пробке и воздушником на одной из верхних пробок. Тип подключения используется нижний или диагональный.

В чем суть работы?

Печь с водяным контуром для отопления дома имеет разную структуру строения, но принцип работы конструкции, как правило, идентичный. Вода, как основной теплоноситель, поступает по трубам в отдельный котел, который монтируется в основание кирпичной печи. В процессе сгорания древесины происходит нагрев стенок печи и самого теплоносителя, после чего показатели температуры в помещении достигают комфортных отметок.

Учитывая что общий коэффициент теплоемкости водных потоков высокий, тепло сохраняется долгий промежуток времени, даже в условиях единоразовой топки в день. Из этого следует вывод, что кирпичная печь с отопительным контуром — отличный вариант для тех, кто стремится сэкономить на отоплении в холодное время года.

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.

Особенности организации печного отопления с водяным контуром

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.

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.

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.

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.

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.

Плюсы и минусы использования

Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет. Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов. Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.

Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:

1. При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
2. Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
3. Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке. Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
4. Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.

Разновидности сварных регистров

Экономайзер (слева) и обычный бачок для монтажа на дымоход (справа)

Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов. А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С. Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки. Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.

Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет. И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел. Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.

Железная печка конструкции Бутакова с конвекционным кожухом и водяным контуром на задней стенке топливника

• Паровой котел из кирпича позволяет прогреть все комнаты равномерно.
• Отсутствует необходимость устанавливать дополнительные источники отопления.
• Отопительные печи одинаково применимы для приготовления пищи и для обогрева загородного дома.
• Существенная экономия на затратах по обогреву.

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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Qy=K*(Tcp-Tk)

• 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.

Достоинства и недостатки отопления от печи

Печи с водяным контуром легко сделать самостоятельно, но можно приобрести в магазине уже готовые приборы отопления. Модели характеризуются следующими достоинствами:

1. Печи с водяным контуром не нужно подключать к электросетям. Они не используют газ в качестве топлива. Приборы работают на угле, торфе и дровах, которые относятся к возобновляемым видам топлива.
2. Печное водяное отопление полностью автономно, при этом его можно совмещать с другими системами.
3. Регулировка осуществляется ручной заслонкой.
4. Стенки печи массивные, они передают тепло, нагревая воздух и окружающие предметы. Помещение отапливается равномерно за счет использования теплоносителя. Он проходит по трубам, нагревая их и радиаторы.
5. Отопление частного дома не потребует больших расходов. Уголь, торф и древесина доступны всем.
6. Печи не только отапливают помещение, их используют для приготовления пищи и нагрева воды.
7. Приборы, передняя часть которых закрыта стеклом, позволяют созерцать открытое пламя. Камины создают в домах комфортную атмосферу.
8. Конструкция печи массивная, в холодное время года она накапливает большое количество тепловой энергии. Остывание печи происходит постепенно, поэтому она еще долго время нагревает помещение после того, как прогорит топливо. Летом процессы протекают противоположным образом. Если печь в деревянном доме построена на отдельном фундаменте, в теплый сезон она выводит излишек тепла в землю, работая в качестве кондиционера.
9. Природное топливо, на котором работает печь, умеренно загрязняет окружающую среду.
10. В качестве теплоносителя используется вода. Она имеет объемную теплоемкость, что позволяет передавать тепло на большие расстояния. Вода имеет доступную стоимость. Она не горит, не токсична.

Но печи с водяным контуром имеют и недостатки. За ними необходимо постоянно наблюдать, вовремя закладывать дрова и регулировать тягу. Следует чистить дымоход и выносить золу.

Мощная кирпичная печь имеет большие размеры, поэтому ее ставят на прочное основание. Она занимает полезную площадь комнаты, из-за этого большие конструкции устанавливают в просторных помещениях. Такая печь имеет низкий КПД.

При установке печи нужно сооружать дымоход. Тяга должна быть сильной, тогда топливо интенсивно горит, а дым быстро выводится наружу. Трубу изолируют от деревянных элементов кровли и перекрытий. Установив в доме печь, необходимо поддерживать запас топлива, вовремя утилизировать золу и шлак. Это добавляет работы хозяевам частного дома.

Главным недостатком водяного отопления можно назвать то, что вода быстро замерзает. Превращаясь в лед, она расширяется, повреждая приборы. Соединяясь с воздухом, она способствует появлению коррозии на металлических элементах системы отопления. Если вода жесткая, внутри радиаторов и труб образуется накипь.

Критерии выбора печи с водяным контуром

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.

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.

Выбирая готовое изделие или планируя построить печь с водяной рубашкой своими руками, необходимо обращать внимание на мощность установки. Чем больше площадь помещения, тем мощность должна быть выше. Следует учитывать отдачу теплообменника.

Массивность установки оказывает влияние на выбор основания: если печь для обогрева дома имеет большой вес, оно должно быть прочным.

Важно рассчитать и объем теплоносителя. При самостоятельном строительстве следует выбрать конструкцию дымового канала, рассчитав его диаметр.

Условия оптимальной работоспособности систем

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.

• 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.

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.

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.

Заключение

Источник: usa-dba.ru

Типы отопительных печей

Все современные отопительно-варочные печи, у которых имеется встроенный водяной контур, условно делятся на системы с дополнительным фундаментом и не имеющим его. Последняя конструкция является мобильной и наиболее популярной у современного потребителя. Она более компактна и успешно справляется со всеми функциями аналогичной стационарной установки.

Дровяная печь с водяным контуром представляет собой обыкновенную топку со стенками из металлических листов толщиной 4-6 мм. В простенках топки располагаются трубки теплообменника. В них постоянно циркулирует до 40 литров воды, которая нагревается энергией сгорания твердого топлива.

Отвод теплой воды из печки для бытовых нужд или в систему отопления частного дома осуществляется через блок соединительных патрубков. Температура и давление контролируется визуально по панели с соответствующими датчиками. Все дровяные топочные установки, где есть водяной контур, имеют конвекционную решетку для выхода теплого воздуха и дымоход удаления продуктов сгорания.

Устройство печи с водяным контуром

Классическая конструкция печи состоит из топки, разделенной колосниками на топливник и зольник, окруженной стенками из кирпича или металла. При сгорании топлива тепло передается в помещения посредством лучистой теплоотдачи от ограждающих поверхностей печи. Применение печей вызвано обычно объективными причинами:

1. Отсутствие иных видов топлива, кроме дров и угля, а именно природного газа и электричества необходимой мощности;
2. Относительная дешевизна дров во многих регионах нашей страны;

Основным недостатком теплотехнической схемы является неравномерное распределение тепла по отапливаемым помещениям, а также циклический режим работы теплового агрегата. Кроме того, печи обслуживаются вручную.

Внедрение в конструкцию печи водяного контура во многом улучшает показатели работы отопления. Металлический теплообменник позволяет отбирать часть тепла при сгорании топлива и обеспечивать его транспортировку посредством жидкого теплоносителя – воды или антифриза.

Печи с водяным контуром делятся на 2 вида:

1. Кирпичные;
2. Металлические.

Кирпичные печи возводятся самостоятельно или с привлечением специалистов. Металлические печи производятся из стали или чугуна, могут сооружаться самостоятельно, но для этого требуются профессиональные навыки электросварщика. Причем модели промышленного производства обладают лучшими характеристиками по сравнению с самодельными – они выполняются из жаропрочных сталей, тщательно рассчитываются проектировщиками.

Кирпичные печи разогреваются большее количество времени, но и отдают тепло в течение продолжительного промежутка времени. По сути своей кирпичная кладка частично выполняет функции теплоаккумулятора.

Металлические печи нагреваются и остывают с большей скоростью. Чугунные печи выгоднее стальных аналогов в этом плане – чугун аккумулирует значительное количество теплоты.

Теплообменные аппараты для водяных контуров печей выполняются обычно из стали. Теплообменники обладают большим разнообразием форм и размеров, отличаются по месту размещения. По форме это могут быть прямоугольные емкости, соединенные круглыми или профильными трубами, змеевики, регистры и так далее. Толщина стали для их изготовления составляет не менее 3 – 5 мм.

В кирпичных печах теплообменники размещают чаще всего в топках. При этом не рекомендуется размещать аппараты в зонах, непосредственно обтекаемых пламенем, особенно в печах с использованием угля в качестве топлива. Температура в этих зонах достигает крупных значений и срок службы металла значительно сократится. Размещают теплообменники в краевых зонах пламени и по пути движения раскаленных продуктов сгорания.

В металлических печах теплообменники зачастую выполняются в виде водяных «рубашек», опоясывающих топочное пространство камеры сгорания. По сути своей печи с водяным контуром являются аналогом твердотопливного котла.

Теплообменники оборудуются резьбовыми патрубками для присоединения трубопроводов системы отопления. Дымоудаление осуществляется с помощью естественной тяги, то есть требуется сооружение дымовой трубы. Регулирование количества воздуха, подаваемого на горение, производится шибером дымохода и заслонкой на заборе воздуха.

При этом стоит отметить, что дымовые каналы для улучшения теплосъема иногда оборудуют по лабиринтному типу или устанавливают в канал дымоотвода дополнительный теплообменник – для нужд ГВС или отопления. При этом аэродинамическое сопротивление резко увеличивается и потребуется более точный расчет параметров дымовой трубы – и как минимум – увеличение ее высоты.

Кроме водяных контуров отопления печи могут оборудоваться дополнительными элементами:

1. Дверца с огнеупорным стеклом – создается печь-камин;
2. Бак приготовления горячей воды;
3. Варочная плита;
4. Духовой шкаф.

С увеличением числа опций увеличиваются габариты и вес печи, возрастает стоимость. Некоторые модели печей заводского изготовления оснащаются ТЭНами, встраиваемыми в теплообменник (с возможностью снятия и замены). Обычно они не могут полностью покрыть всю тепловую мощность печи и служат дополнительным или резервным источником тепла.

Схемы систем отопления для печи

Схемы систем отопления для печи с водяным контуром делят на 3 типа:

1. Открытая;
2. Закрытая;
3. Комбинированная.

Открытая система реализует в своей работе естественную циркуляцию теплоносителя – за счет разницы плотностей холодной и горячей воды. Сооружается она по классическому принципу – от печи поднимается разгонный вертикальный стояк высотой не менее 2,5 метров. На верхней точке стояка устанавливается расширительный бак открытого типа.

Далее трубопровод с уклоном не менее 2 мм на 1 метр направляется к приборам отопления – радиаторам. Обвязка радиаторов выполняется обычно по однотрубной схеме, реже – по двухтрубной. При этом диаметр трубопроводов должен быть не менее 32 мм, диаметр вертикального разгонного коллектора – от 50 мм. Рекомендуемый материал трубопроводов – сталь, причем в зоне обвязки печи – только сталь или медь.

Закрытая система подразумевает установку обязательных элементов – циркуляционного насоса, мембранного расширительного бака и группы безопасности. Группа безопасности состоит из предохранительного сбросного клапана, термоманометра (или простого манометра), воздухоотводчика.

Кроме этого, в закрытой системе отопления появляется возможность установки теплоаккумулятора. Это устройство качественно повышает общий КПД системы, выравнивает тепловой режим, аккумулирует тепло при циклическом режиме работы печи.

В закрытой системе обвязку печи также рекомендуется выполнять из стальных или медных трубопроводов. Обвязку радиаторов зачастую выполняют из полимеров – стабилизированного полипропилена, металлопластика. Диаметр труб при этом меньше, чем в системе с гравитационной циркуляцией и составляет 20 – 25 мм. Обвязка радиаторов производится по однотрубной или двухтрубной схеме.

Оптимальным решением для обвязки печи является комбинированная схема с насосом. Система отопления при этом построена по принципу естественной циркуляции, дополнительно устанавливается байпас с циркуляционным насосом.

Такая система может работать как при наличии электричества (по закрытому принципу), так и при его отсутствии (открытая схема). Более подробно об этой схеме можно прочитать тут.

Во всех случаях системы отопления оборудуются кранами для слива теплоносителя, особенно это актуально для домов с непостоянным пребыванием людей. При отрицательных температурах воду рекомендуется слить. Другой вариант – использовать в качестве теплоносителя незамерзающие жидкости – антифризы.

Достоинства и недостатки водяной печи отопления

Водяные печи отопления обладают следующими достоинствами:

1. Полная энергонезависимость – для открытой и комбинированной схемы;
2. Повышенный КПД по сравнению с традиционными печами;
3. Привлекательный внешний вид заводских моделей, оригинальная конфигурация в качестве камина;
4. Более равномерное распределение тепла по отдельным помещением посредством жидкого теплоносителя;
5. Многофункциональность – возможность приготовления пищи, нагрева воды.

Наряду с преимуществами печи водяного отопления имеют весомые недостатки:

1. Ручное обслуживание печи – загрузка топлива, чистка от золы и сажи;
2. Циклический режим работы, при этом практически отсутствует регулировка температурного режима;
3. Высокая пожароопасность;
4. Возможность попадания в помещения угарного газа;
5. Крупные габариты кирпичных печей, необходимость сооружения фундамента;
6. Наличие горячих поверхностей у металлических печей.

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.

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.

Выбираем печь

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.

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.

Выбираем трубы

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.

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.

Выбираем между радиаторами и регистром

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Источник: remont-system.ru

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

В нашей стране традиционно дома отапливались кирпичными печами, но постепенно этот вид обогрева вытеснили водяные системы. Все это потому, что наряду с достоинствами имеет простое печное отопление массу недостатков. Сначала о достоинствах:

• Печь большую часть тепла передает тепловым излучением, а оно, как выяснили ученые, лучше воспринимается нашим организмом.
• Русская или какая иная отопительная печь имеет колоритный внешний вид, часто есть возможность наблюдать за открытым пламенем.
• Можно сделать кирпичную печь с дымоборотами для более полного использования вырабатываемого тепла.
• Отопление этого типа энергонезависимое — не зависит от наличия электричества.
• Есть модели печей для отопления второго этажа (за счет отопительного щитка с дымовыми каналами).

Сегодня печное отопление воспринимается больше как экзотика, так как встречается очень нечасто. Нельзя поспорить, что находится возле теплой печки очень приятно. Создается какая-то особая атмосфера. Но имеется и множество серьезных недостатков:

• Неравномерность прогрева — возле печи жарко, в углах — холодно.
• Большая площадь, занимаемая печью.
• Отапливаются только те комнаты, в которые выходят стенки печи.
• Невозможность регулировать температуру отопления в отдельных помещениях.
• Низкий КПД. Для обычных печей 60% — это уже очень хороший показатель, в то время как современные отопительные котлы выдавать могут 90% и выше (газовые).
• Необходимость частого обслуживания. Растопить, регулировать заслонки, вычищать угли — все это регулярно и постоянно. Не всем это доставляет удовольствие.

Как видите, недостатки значительные, но некоторую их часть можно нивелировать, если встроить в печь теплообменник, который подключить к системе водяного отопления. Такую систему еще называют печное водяное отопление или печное отопление с водяным контуром.

Водяное печное отопление

При организации водяного отопления от печи, в топку встраивается теплообменник (водяной контур), который трубами подключается радиаторам. В системе циркулирует теплоноситель, который разносит тепло от печи по радиаторам. Такое решение повышает комфортность проживания в зимнее время. Все дело в том, что радиаторы можно установить в любой комнате, то есть печь может стоять в одном помещении, а все остальные комнаты будут греться от батарей, по которым бежит нагретая вода.

Остальные недостатки печного отопления при этом сохраняются, но добавляются плюсы водяного обогрева — можно регулировать температуру в каждом помещении (в определенных рамках), большая инерционность сглаживает неравномерность температурного режима. Кстати, такая же схема работает с металлическими печами на дровах или угле.

Типы систем

Есть два типа систем водяного отопления: с принудительной и естественной циркуляцией (ЕЦ). Отопление с естественной циркуляцией энергонезависимое (электричество для работы не требуется), теплоноситель циркулирует за счет естественных физических процессов. Недостаток такого способа обогрева — необходимость использования труб большого диаметра, то есть объем системы будет большим и будет иметь большую инерцию. При растопке печи это не очень хорошо — будет долго греться. Зато после прогорания дольше в доме сохраняется тепло.

Еще один минус — для создания условий для движения теплоносителя, трубу подачи поднимают вверх — под потолок или на уровень радиаторов (в крайнем случае). При отоплении двухэтажного дома, от котла труба идет наверх, разводится по радиаторам, а потом спускается вниз и обходит батареи на нижнем этаже.

Еще один немаловажный недостаток — относительно невысокая эффективность обогрева систем с ЕЦ — теплоноситель медленно движется, разносит мало тепла.

Печное отопление с водяным контуром и принудительной циркуляцией отличается наличием циркуляционного насоса (на фото ниже), который работает постоянно. Его задача — гонять воду с определенной скоростью. Изменяя эту скорость можно изменять интенсивность обогрева помещений. Это приводит к тому что, при прочих равных условиях, такой обогрев более эффективен. Но для работы системы необходимо электропитание — насос должен работать постоянно. При его остановке система закипает и выходит из строя. Если отключения электроэнергии происходят у вас редко, достаточно иметь блок бесперебойного питания с комплектом аккумуляторных батарей. Если же отключают свет часто и надолго, придется ставить еще и генератор, а общая стоимость такого решения немалая.

Есть еще третий вид системы: смешанный или комбинированный. Все проектируется под естественную циркуляцию, но ставится циркуляционный насос. Пока есть электричество, работает отопление как принудительное (с насосом), когда свет отключили, теплоноситель движется самостоятельно.

Аккумулятор тепла

Так как печь топится не постоянно, а имеет циклический алгоритм работы, то в доме то жарко то холодно. И наличие радиаторов от этого спасает слабо. Хоть перепады не такие критические, все равно они есть. Особенно не хватает тепла ночью, а вставать и топить очень не хочется. Чтобы решить эту проблему, печь ставят мощную, а в систему встраивают аккумулятор тепла. Это большая емкость, заполненная теплоносителем, которая стоит между печью и системой отопления.

То есть, имеется два отдельных независимых контура. Первый переносит тепло от печи и обычно его делают с естественной циркуляцией. Второй гонит теплоноситель в радиаторы, причем обычно присутствует циркуляционный насос.

Такой способ организации водяного печного отопления хорош тем, что пока печь топится, активно греется вода в емкости. При правильном расчете она нагревается до 60-80°C, чего хватает на поддержание нормальной температуры радиаторов примерно на 10-12 часов. При этом нет ни особой жары, ни сильного холода. Атмосфера вполне комфортная.

Установка в системе теплоаккумулятора (иногда называют еще буфером или буферной емкостью) еще и снижает риск закипания системы. Второй контур точно никогда кипеть не будет, а вот чтобы первый не закипел, необходимо правильно рассчитать его — чтобы даже в режиме естественной циркуляции теплоноситель двигался с достаточной скоростью и не успевал перегреваться.

Регистр для печи

Для нагрева теплоносителя в печь встраивается водяной контур (еще называют регистр, теплообменник, змеевик, водяная рубашка). Форма его может быть любой, но чаще всего делают прямоугольные плоские емкости или набор труб, соединенных в единую систему (типа радиаторов).

Чтобы подключить теплообменник к системе, в него вваривают два патрубка: один сверху- для забора горячей воды, второй снизу — для закачки остывшей воды из обратного трубопровода.

Часто возникают вопросы с определением размеров водяного контура для печи. Его можно приблизительно рассчитать, исходя из теплопотерь здания. Считают что для переноса 10 кВт тепла необходима площадь теплообменника 1 кв. м. Но при этом надо учесть время работы печи — ведь топится она не постоянно. Пока не очень холодно — раз в день примерно 1,5 часа, когда холодно — два раза. За это время нужно чтобы печь успела нагреть всю воду в аккумуляторе тепла. Потому расчет площади теплообменника ведется по суточному количеству тепла, необходимого для возмещения теплопотерь.

Например, пусть потери тепла для дома составляют 12 кВт/час. В сутки это будет 288 кВт. Топится печь, пускай 3 часа, все необходимое тепло должно накопиться за это время. Тогда необходимая мощность водяного контура для печи — 288 / 3 = 96 кВт. Чтобы перевести ее в площадь, делим на 10, получаем что для данных условий площадь регистра должна быть 9,6 м2. Какую форму вы при этом выберете — ваше дело. Важно чтобы внешняя поверхность регистра была не меньше.

Ну и еще пара моментов. Первый — мощность печи должна быть больше, чем найденная мощность теплообменника. Иначе требуемое количество тепла просто не выделится. Второй нюанс: емкость аккумулятора тепла тоже должна соответствовать — она должна быть больше примерно на 10-15%. В этом случае исключается закипание теплоносителя.

Только не забудьте, что теплоемкость воды и антифриза сильно отличается. Аккумулятор с антифризом в качестве теплоносителя должен быть значительно больше, чем емкость для воды (в той же системе).

Что еще стоит помнить, что теплоаккумулятор желательно хорошо утеплить — чтобы дольше сохранялось тепло. В этом случае печное отопление с водяным контуром будет еще более экономичным.

Можно ли установить регистр для отопления в существующую печь

Правильнее, конечно, строить печь вокруг изготовленного регистра. Но, если печь уже стоит, в нее все-таки можно встроить водяной контур. Правда, придется хорошо постараться — они имеют немалые размеры а еще должны каким-то образом держаться. Так что задача не из простых. Кроме того не стоит забывать, что придется еще делать два вывода — для подключения подающего и обратного трубопровода.

Место для расположения регистра найти тоже не очень просто. Очень нежелателен его прямой контакт с огнем, но должен находится в среде горячих газов. В этом случае можно надеяться на то, что прослужит теплообменник долго.

Источник: kak-sdelano.ru