Печки с водяными контурами для отопления дома

Принципы функционирования отопления

Отопление на основе печи с водяным контуром работает по принципу теплообмена. В топке печи от горячего воздуха нагревается вода, находящаяся в контуре. Она поднимается вверх по трубе и направляется в отопительную систему. Попадая в радиаторы (батареи), теплоноситель отдает свою тепловую энергию, а охлажденная жидкость обратно поступает в печной контур. Так обеспечивается замкнутый цикл системы.

Выделяется 2 основных типа данного отопления:

1. Самотечная система. В соответствии с физическими законами, нагретая вода поднимается вверх и самостоятельно устремляется в отопительную разводку, освобождая место для уже охлажденной жидкости. Такая система способна хорошо функционировать при небольшом количестве радиаторов и малой общей длине трубопровода.
2. Принудительная система. В радиаторах и по мере продвижения по трубам водный поток испытывает значительное сопротивление, что тормозит его. В разветвленных и достаточно длинных системах собственного давления часто оказывается недостаточно, а потому приходится к обеспечению принудительного движения теплоносителя. Для этого устанавливается электрический насос (чаще всего в обратной трубе).

Конструктивные особенности печи

Печь для водяного отопления отличается от обычной тем, что в нее встраивается водяной контур (теплообменник). Он содержит 2 патрубка: сверху — для подачи горячей воды в систему, снизу — для подключения обратной трубы с охлажденной жидкостью. Печь своим устройством должна обеспечить разогрев теплоносителя, проходящего по трубам.

Эффективность работы печи обеспечивается правильным выбором конструкции контура и места его расположения, с учетом следующих особенностей:

1. Конструкция. Печной теплообменник может изготавливаться из листового металла в форме емкостей (котлов), круглых или профильных металлических труб, сложных металлических конструкций (например, отопительная батарея).
2. Материал. Водяной контур изготавливается только из металла. По прочности и коррозионной стойкости идеально подходит чугун, но он сложен в обработке. Чаще всего используются стальные трубы или листы. Нельзя использовать в топке печи медь, т.к. ее температура плавления менее 1100ºС, а кратковременный разогрев в печи на дровах возможен до 1200ºС.
3. Размеры. Объем и протяженность контура должны обеспечивать горячей водой всю отопительную систему, с учетом постепенного ее охлаждения в каждом радиаторе. Точный расчет размеров теплообменника провести достаточно сложно, а потому этот процесс доверяется специалистам. Оценить размеры можно по необходимой мощности системы отопления. Практика показывает, что достаточная мощность обогрева составляет 1,1-1,3 кВт на каждые 10 м² площади помещения при стандартных потолках (высота 2,7-2,8 м). Теплообменник же в среднем отдает 6-8 кВт энергии с каждого своего 1 м² площади.

Также важно расположение контура в печи:

1. Самый эффективный разогрев теплоносителя обеспечивается при размещении контура непосредственно в топочной камере. Такой вариант монтируется при возведении новой печи или капитальной реконструкции с полной разборкой.
2. Для повышения долговечности теплообменника его можно отделить от топки тонкой перегородкой с хорошей теплопроводностью. В этом случае устраняется прямой контакт с открытым пламенем, и снижаются требования к материалу обменника. В таком случае для разогрева потребуется больше тепловой энергии.
3. Можно использовать значительную тепловую энергию отводящегося дыма. Установка контура в системе дымохода позволяет устранить необходимость уменьшения полезного объема топочной камеры.

Для обустройства водяного отопления используются печи разного типа. В частных домахпопулярны кирпичные печи с встроенным водяным контуром. В небольших домах можно использовать пиролизные печи длительного горения. В наше время можно просто установить покупную, готовую печь с водяным контуром.

Принципы функционирования отопления

Отопление на основе печи с водяным контуром работает по принципу теплообмена. В топке печи от горячего воздуха нагревается вода, находящаяся в контуре. Она поднимается вверх по трубе и направляется в отопительную систему. Попадая в радиаторы (батареи), теплоноситель отдает свою тепловую энергию, а охлажденная жидкость обратно поступает в печной контур. Так обеспечивается замкнутый цикл системы.

Выделяется 2 основных типа данного отопления:

1. Самотечная система. В соответствии с физическими законами, нагретая вода поднимается вверх и самостоятельно устремляется в отопительную разводку, освобождая место для уже охлажденной жидкости. Такая система способна хорошо функционировать при небольшом количестве радиаторов и малой общей длине трубопровода.
2. Принудительная система. В радиаторах и по мере продвижения по трубам водный поток испытывает значительное сопротивление, что тормозит его. В разветвленных и достаточно длинных системах собственного давления часто оказывается недостаточно, а потому приходится к обеспечению принудительного движения теплоносителя. Для этого устанавливается электрический насос (чаще всего в обратной трубе).

Конструктивные особенности печи

Печь для водяного отопления отличается от обычной тем, что в нее встраивается водяной контур (теплообменник). Он содержит 2 патрубка: сверху — для подачи горячей воды в систему, снизу — для подключения обратной трубы с охлажденной жидкостью. Печь своим устройством должна обеспечить разогрев теплоносителя, проходящего по трубам.

Эффективность работы печи обеспечивается правильным выбором конструкции контура и места его расположения, с учетом следующих особенностей:

1. Конструкция. Печной теплообменник может изготавливаться из листового металла в форме емкостей (котлов), круглых или профильных металлических труб, сложных металлических конструкций (например, отопительная батарея).
2. Материал. Водяной контур изготавливается только из металла. По прочности и коррозионной стойкости идеально подходит чугун, но он сложен в обработке. Чаще всего используются стальные трубы или листы. Нельзя использовать в топке печи медь, т.к. ее температура плавления менее 1100ºС, а кратковременный разогрев в печи на дровах возможен до 1200ºС.
3. Размеры. Объем и протяженность контура должны обеспечивать горячей водой всю отопительную систему, с учетом постепенного ее охлаждения в каждом радиаторе. Точный расчет размеров теплообменника провести достаточно сложно, а потому этот процесс доверяется специалистам. Оценить размеры можно по необходимой мощности системы отопления. Практика показывает, что достаточная мощность обогрева составляет 1,1-1,3 кВт на каждые 10 м² площади помещения при стандартных потолках (высота 2,7-2,8 м). Теплообменник же в среднем отдает 6-8 кВт энергии с каждого своего 1 м² площади.

Также важно расположение контура в печи:

1. Самый эффективный разогрев теплоносителя обеспечивается при размещении контура непосредственно в топочной камере. Такой вариант монтируется при возведении новой печи или капитальной реконструкции с полной разборкой.
2. Для повышения долговечности теплообменника его можно отделить от топки тонкой перегородкой с хорошей теплопроводностью. В этом случае устраняется прямой контакт с открытым пламенем, и снижаются требования к материалу обменника. В таком случае для разогрева потребуется больше тепловой энергии.
3. Можно использовать значительную тепловую энергию отводящегося дыма. Установка контура в системе дымохода позволяет устранить необходимость уменьшения полезного объема топочной камеры.

Для обустройства водяного отопления используются печи разного типа. В частных домахпопулярны кирпичные печи с встроенным водяным контуром. В небольших домах можно использовать пиролизные печи длительного горения. В наше время можно просто установить покупную, готовую печь с водяным контуром.

Устройство водяного отопления

Расширительный бачок закрытого типа в системе печного отопления с водяным контуром

Выбор печи и сооружение всей системы осуществляется еще на этапе планирования и возведения самого дома. Для большинства моделей требуется сооружение дополнительного фундамента. Отопление на основе печи с водяным контуром состоит из таких компонентов:

• печной конструкции;
• теплообменника (он располагается внутри топки или вокруг нее, а также в форме змеевика вокруг дымохода);
• контура с теплоносителем, радиаторов;
• расширительного бака, который лучше располагать на чердаке.

В отдельных случаях контур отопления оснащается циркуляционным насосом. Установка аккумулятора тепла позволит увеличить КПД печки.

Выбор труб

В печи трудно контролировать температуру воды, поэтому трубы выбирают металлические

Использование печи с водяным контуром для отопления дома предусматривает применение радиаторов и труб. Подходят не только чугунные или стальные элементы, но и металлопластиковые, полипропиленовые. Однако тут есть некоторые особенности. Так как для отопления используются дрова и присутствует открытое пламя, жидкость в змеевике может закипеть. В таких условиях металлопластиковые трубы не выдерживают длительное время. Лучше применять изделия из нержавеющей стали.

Еще одной причиной выбора металлических труб является то, что патрубки, которые выходят из печи, сильно разогреваются. В таких условиях пластиковые изделия расплавляются. Трубы, которые подсоединяются непосредственно к патрубкам, должны иметь диаметром 3 см. Для остальных элементов этот показатель составляет 2 см.

Выбор печки

Универсальная печь с варочной поверхностью и отопительным контуром

Выбрать отопительный прибор можно с учетом технических параметров и назначения устройства. По второму признаку устройства бывают:

• Для отопления. Вырабатываемая тепловая энергия идет только на обогрев помещений. В печи такого типа устанавливается бак-теплообменник.
• Для приготовления пищи и обогрева жилья. Конструкция аппарата предусматривает дополнительный отсек. Над топочной камерой расположена духовая. Теплообменник может располагаться по бокам топки. На небольших печках может присутствовать только конфорка.

Из технических характеристик учитывается площадь дома, используемое топливо и материал изготовления. Первый параметр предусматривает, что на каждые 10 кв.м. площади сооружения требуется 1-1,2 кВт энергии. При этом высота потолка 2,5-2,7 м.

В виде топлива применяется уголь, торф, пеллеты, дрова. Все они имеют различные характеристики: при сгорании одного и того же объема выделяется разное количество тепла. Также учитывается стоимость топлива и его доступность.

Для изготовления печи используются следующие материалы:

• Кирпич. Такой вариант имеет большой вес и габариты, поэтому требует дополнительного фундамента при обустройстве. Данная конструкция отдает тепло равномерно и долго. Для кладки печи-камина нужен специалист. Однако кирпичная кладка идеально вписывается в любой интерьер, создает особую атмосферу и уют.
• Чугун. Для этого материала характерен быстрый нагрев, но он тяжелый и более хрупкий, чем другие. Тут не требуется сооружение отдельного фундамента.
• Сталь. Представленный вариант пользуется популярностью, так как он легкий, долговечный. Теплоноситель в нем нагревается быстрее.

Теплообменник для топки

Теплообменник самодельный для кирпичной печи

Теплообменник – основной элемент печи, поэтому к выбору нужно подходить ответственно. Он может монтироваться в топку, но всегда существует риск утечки теплоносителя. Безопасным вариантом является монтаж теплообменника в колпак дымохода. Данный элемент имеет разную форму и материал изготовления:

• Из листовой стали. Его можно устанавливать прямо в топку. Толщина материала – 3-4 мм. К нему подводится 2 трубы. Верхняя должна подключаться в самой верхней точке обменника. Внутренний зазор этого элемента не должен быть меньше 3 см. В этом случае можно избежать закипания теплоносителя.
• Из труб. Элементы могут быть круглыми или прямоугольными. Трубу тоже разрешается устанавливать в топке. Все зависит от конструкции печи. Главным требованием является установка теплообменника так, чтобы он не загораживал дверцу, а закладка дров была свободной.
• Плоский регистр. Такой вариант чаще устанавливается в дымоходном канале. Теплообменник может прослужить долго, так как он не эксплуатируется в агрессивных условиях. Имеет большие размеры.

Правильный выбор теплообменника обеспечит максимальную производительность печки.

Как растапливать печь на даче, если ею ранее не пользовались

Обычно на дачах уже стоят старенькие печки, но иногда делают новые. Вот тогда перед владельцами встает вопрос, как растопить печь после длительного простоя в доме. Для этого придерживайтесь следующих рекомендаций:

Растопка. Для нее подойдет сухой остаточный материал, например, стружка или простой хворост. Главное, чтобы не возник конденсат, а это может произойти только при повышенной влажности сырья. Этот этап проводят на помятой газетке. На нее кладут несколько поленьев, заполняя топочное пространство на треть. Только после этого разжигают.
Основная подача. Топливо нужно разделить на несколько порций. Первую порцию распределяют, плотно раскладывая по топке. Последующие необходимо укладывать на большие угольки от горения. Стоит помнить о зазоре в 10 см. от дров до верха. Загрузочная дверца должна быть прикрыта, а поддувало приоткрыто. Скорость подачи воздушных масс регулируется задвижками.
Основное горение. При подаче воздуха должным образом пламя будет светло-оранжевым, а горящие дрова будут приятно потрескивать. Если же огонь слишком светлый или не имеет оттенка, внутри конструкции слышно гудение, рекомендовано прикрывать воздух. А когда пламя становится темно-красным и появляется дым, увеличивают подачу. Лучше всего брать однородный топочный материал.
Завершение. После исчезновения видимого пламени следует собрать угли для догорания. Их собирают кочергой в центре топки, сгребая вдоль стен. Далее ждут полного догорания

Если нет времени, чтобы ожидать сгорания угольков (необходимо уехать), просто осторожно убирают их или тушат. Закрывают все заслонки и задвижки.

Также важно придерживаться правил безопасности:

1. Проводите осмотр на наличие копоти и сажи.
2. Не разжигайте огонь смесями для розжига.
3. Минимальное время после завершения топки до закрытия заслонок — 2,5 ч.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Какие качества должны присутствовать у отопительного оборудования, чтобы стать надежным источником тепла:

1. Мощность. Изменяется с размерами топки и габаритами печи. В среднем, для помещения площадью 10 м² требуется 1кВт мощности.
2. Габариты. Должны вписываться в помещение для установки.
3. Объем теплоносителя. Складывается из объема труб и радиаторов, зависит от общей протяженности системы и количества батарей. К полученному значению прибавляется еще 10%.
4. Сечение дымохода. Показатель важен для подбора подходящих элементов конструкции.
5. Дополнительные опции. Приготовления и подогрев продуктов, легкая очистка стекла, не нагревающиеся ручки и другие удобные в эксплуатации мелочи.

Устройство

Прежде чем сделать твердотопливный котел, желательно спроектировать или найти точный чертеж. Это поможет избежать длительного процесса подгонки при изготовлении отдельных деталей. Принцип работы всех таких устройств примерно одинаковый, а значит, чертежи будут похожи между собой

Стоит обратить внимание на размеры установки, диаметры труб, глубину загрузочного пространства. Самодельный котел хорош тем, что параметры можно изменить под свои нужды. Обогреватель не должен занимать слишком много места, быть близко к стене, иметь размеры труб несопоставимые с помещением, в котором он будет находиться

Обогреватель не должен занимать слишком много места, быть близко к стене, иметь размеры труб несопоставимые с помещением, в котором он будет находиться.

Котел длительного горения с вертикальной топкой (еще его называют «бубафоня»). Собирают, в основном из стали с высокой теплоустойчивостью. Толщина металлических стенок должна быть 4-6 мм, чтобы сталь не прогорела в кратчайший срок. Очень часто за основу берут опустошенный газовый баллон или небольшую бочку. Растопка будет идти на дровах или пеллетах. На них сверху ставится поршень, который оказывает давление, не давая образоваться воздушному зазору, ускоряющему горение. Иначе это приспособление называют «воздушный распределитель», посередине распределителя располагается отверстие для прохождения воздуха в топку. Деталь представляет собой кусок листовой стали в форме диска, толщиной не более 5 мм, а диаметром чуть меньше чем диаметра топки, чтобы была возможность свободно перемещать ее в топке, с приваренным к ней стальным штоком. На распределителе со стороны дров установлены 50см перегородки для прохождения воздуха. Это оптимальный размер, т. к. при увеличении топливо будет выгорать очень быстро, а при уменьшении – будут затухать

Устанавливаются перегородки (важно, чтобы они были в форме дуги) так, чтобы получилось подобие крыльчатки

Устройство котла на твердом топливе

Твердотопливный котел можно подключить к системе отопления в доме. Для этого необходимо осуществить одну из следующих схем:

• Через топку запустить змеевик, по которому будет идти и нагреваться жидкость;
• Установить дымовую трубу так, чтобы она проходила через сосуд с жидкостью, дым имеет достаточно высокую температуру на выходе, а значит, будет эффективно нагревать жидкость.

Основные принципы устройства водяного отопления в доме от печи

Водяное отопление в частном доме от печи на дровах проектируется, в зависимости от теплотехнических и эксплуатационных характеристик отапливаемого здания.

Существует несколько решений систем обогрева, имеющих свои преимущества и недостатки:

Самоциркулирующие системы – теплоноситель внутри труб двигается посредством естественной циркуляции. Система подходит для одноэтажных домов, требует строгого соблюдения уклонов и углов.Отопление с естественной циркуляцией в системе не требует существенных материальных затрат. Эффективность обогрева снижается по мере удаления от источника тепла. Про монтаж системы с естественной циркуляцией подробно написано здесь.

Схема с циркуляционным насосом – в принудительных системах допускается любая разводка отопления в доме. На эффективность обогрева не влияет количество этажей и удаленность от источника тепла.Недостаток – система энергозависима. При отключении электричества, циркуляция теплоносителя останавливается. Про монтаж системы с насосной циркуляцией теплоносителя подробно описано здесь.

При выборе правильной схемы системы отопления, внимание обращают на общую схему разводки: одно и двухтрубное решение:

Однотрубная система отопления – подача и обратка теплоносителя поступает через одну трубу. Выполняется последовательное подключение батарей. После отдачи тепла в первом радиаторе, теплоноситель поступает во второй, оттуда в третий и т.д. Последняя батарея подключается к обратному трубопроводу отопления. Самотеком от дровяной печи однотрубную схему полноценно прогреть не получится, обязательно устанавливают циркуляционный насос.

Двухтрубная схема подключения печи – в этом случае подающий и обратный трубопроводы подходят к каждому радиатору. Преимущество схемы в более равномерном прогреве радиаторов по всей системе, отсутствие необходимости в установке циркуляционного оборудования.

При подключении печи соблюдают принцип расположения важных узлов системы отопления:

Расширительный бак монтируют в наивысшую точку системы.

В самотечной системе трубы находятся под уклоном не менее 3°.

Уровень расположения печи над полом – 15 см.

Отдельно проектируется система с внешним накопительным баком для теплоносителя. В инструкции к емкости, подключаемой к системе отопления, указывается номинальная мощность отопительного прибора, необходимая для полноценного нагрева. Точные вычисления делаются с помощью онлайн калькулятора или специалистом теплотехником.

Применение внешнего накопительного бака делает эксплуатацию печи максимально удобной. Тепло, получаемое во время пиковой теплоотдачи в процессе горения, аккумулируется в специальной емкости. После того как пламя в топочной камере погасло и теплообменник остыл, теплоноситель продолжает держать температуру, проходя через накопительный бак.

За и против обогрева дома – печь или котёл

Установка печи с водяным контуром в загородном доме целесообразна при условии обогрева небольшого здания с общей отапливаемой площадью не более 120 м². Для двухэтажных домов площадью 200 м² и выше, лучше приобрести твердотопливный котел.

Отзывы покупателей на самые современные печи показывают, что в моделях с 2012 года была существенно улучшена теплоотдача, при этом сохранились основные преимущества, недоступные для твердотопливных котлов:

Возможность приготовления пищи.

Небольшой вес и простота подключения.

Печное отопление с водяным контуром в деревянном доме имеет еще один плюс – высокую безопасность эксплуатации. Топка печи герметичная, исключается случайное возгорание в процессе горения. Стоимость печи приблизительно на треть меньше, чем у аналогичных по параметрам котлов.

Сделать водяное отопление в доме своими руками не представляет сложности. Печь устанавливается на ножки. Для подключения системы отопления предусмотрены два отвода.

Все указанные преимущества относятся к заводской продукции. Самодельные печки, как правило, имеют меньший КПД, дымят при работе, быстро прогорают и не в состоянии поддерживать полноценный обогрев дома.

При обогреве небольших домов, печка с водяным контуром может составить серьезную конкуренцию твердотопливному котлу. Но, отапливать помещения свыше 200 м², эффективнее и экономичнее котельным оборудованием.

5 Модернизация конструкции

При обзоре недостатков печных отопительных систем упоминался тот факт, что такая конструкция не способна обогреть отдаленные комнаты, т. к. вся тепловая энергия концентрируется только в одном пространстве. Современные печи практически лишены такой проблемы, т. к. производители оснащают их специальными конвекционными воздушными каналами, которые взаимодействуют с воздуховодами. Потоки теплого воздуха распространяются по комнатам, вызывая обогрев окружающего пространства. В отдельных постройках такая конфигурация является очень эффективной.

В качестве носителя тепла в таких конструкциях используется воздух, принимающий энергию от печи, а затем перемещающий ее непосредственно к удаленному помещению. Для эффективной работы установки необходимо обустроить сложную систему воздуховодов, что влечет за собой несколько недостатков:

1. 1. В первую очередь, воздуховод является крупногабаритным изделием, которое портит эстетичность помещения.
2. 2. Во-вторых, устройство создает интенсивное сопротивление движению нагретого воздуха, особенно если в системе присутствует масса поворотов. В связи с этим при обустройстве системы предъявляются разные ограничения по длине.
3. 3. В-третьих, у воздуха имеется низкая удельная теплоемкость, поэтому чтобы транспортировать какой-то объем тепловой энергии, нужно большое количество теплоносителя. В результате возникает необходимость прокладывания нескольких воздуховодов внушительного диаметра или запускать принудительную циркуляцию с помощью вентиляторов.
4. 4. Ну и самым ключевым недостатком воздуховодов является то, что по магистрали передается очень много пыли, сажи и прочего мусора, который имеется в печи.

Как сделать печь своими руками

Схема узлов кирпичной печки со сварным водяным контуром Иногда возникает необходимость оборудовать кирпичную печь своими руками и встроить ее в нишу или установить на квадратный или прямоугольный фундамент. В первую очередь делают разметку для печи и заливают фундамент. После его высыхания выкладывают два ряда кладки из кирпича по схеме порядовки с целью выровнять неровный фундамент и сделать основание для агрегата. Далее понадобится выложить ряды на глиняный раствор и закончить выкладку, учитывая в процессе толщину швов между рядами.

Когда корпус будет готов, останется установить дверцы, топку, варочную панель, теплообменник и другие детали. После окончания работ печь обязательно протапливают полностью и проверяют ее работоспособность.

Основные виды

Сооружая печное водяное отопление, можно пойти по одному из двух путей:

1. Если в доме уже имеется печь, то необходимо изготовить змеевик для установки внутрь конструкции. Этот прием применяется нечасто по причине своей трудоемкости. В таком случае довольно непросто изготовить топливник под имеющиеся габариты конструкции.
2. Сооружение тепловой установки своими силами, с учетом размеров регистра. Если все сделать правильно, гарантируется надежность и долговечность службы печи. Сугубого внимания заслуживают внутренние размеры рубашки. Ее толщина должна начинаться от 4-5 см, во избежание угрозы закипания воды. Чтобы уберечься от проблем с циркуляцией теплоносителя, обычно монтируют подходящую помпу.
3. При выборе толщины стенок за ориентир берутся теплотворные возможности выбранного топлива. Если в качестве энергоносителей предполагается использовать исключительно дрова, то достаточно будет и 3-х мм. Если планируется использовать уголь, толщину следует увеличить до 5 мм. Расстояние от регистра для печи до ее стенок рекомендовано в пределах 10-20 мм. Это позволит полностью нивелировать тепловое расширение металлических элементов, сохранив их от преждевременного разрушения.

Требования

При самостоятельном оснащении вашей отопительной установки водяной рубашкой необходимо знать некоторые простые правила:

1. Для создания змеевика можно использовать стальные трубы или листовую сталь, толщиной не менее 5 мм. Более тонкий металл может быстро прогореть из-за высоких температур в топке.
2. Внутренний диаметр трубы (или конструкции из листовой стали) не должен быть меньше 40 мм, иначе вода в змеевике практически мгновенно закипит, что может привести к механическим повреждениям не только водяной рубашки, но и кладки.
3. Между змеевиком и кладкой необходим просвет 1,5 – 2 см. для теплового расширения стали. Несоблюдение этого правила непременно приведет к разрушению кладки.

https://youtube.com/watch?v=YXIuYG7I06o