Кирпичная печь для дома на дровах с водяным отоплением своими руками пошаговая инструкция

В условиях постоянного растущих цен на топливо и электроэнергию кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома является одним из наиболее выгодных вариантов. Её установка позволит использовать для обогрева тепловое излучение, идущее от стен конструкции и радиаторов, что позволит повысить производительность системы без увеличения эксплуатационных расходов. Важно понимать, что обустроить и запустить в работу такой комплекс можно только на стадии строительства здания. Если эта идея пришла в голову собственнику дома, который уже возведён, слишком многое придётся переделывать, что не всегда рационально с точки зрения затрат усилий и денег.

Что такое кирпичная печь с водяным контуром

Внешне она ничем не отличается от обычной конструкции с топкой, зольником и дымоходом. Однако внутри она оснащается теплообменником по типу котла, по которому циркулирует вода. Он подключается к внутридомовой разводке труб, которая идёт к радиаторам или иным отопительным приборам. Такой регистр размещается непосредственно над камерой сгорания, что обеспечивает максимально эффективную передачу энергии.

Как работает печь из кирпича с встроенным водяным контуром

Схема функционирования оборудования не слишком отличается от твердотопливного котла. В топку закладываются дрова или уголь, по мере сгорания которых выделяется тепло. Оно нагревает не только поверхности печки, но и воду в трубчатом регистре. Растекаясь по системе коммуникаций, она попадает в радиаторы. Циркуляция может происходить самотёком за счёт разницы температур и давлений или принудительно при помощи насоса.

В принцип действия оборудования заложено важнейшее преимущество – возможность сочетания двух способов отопления. Первый предполагает излучение тепла непосредственно с поверхностей конструкции, второй дополняет его обогревом от радиаторов.

Плюсы и минусы системы

Кирпичная печь с дополнительным водяным отоплением обладает массой достоинств

Низкие затраты на обустройство. Материалы для кладки и регистр, который можно изготовить самостоятельно, обойдутся на порядок дешевле, нежели покупка готового котла.
Высокая инерционность. После завершения процесса горения конструкция из кирпича будет ещё несколько часов отдавать тепло, поддерживания комфортную температуру в помещениях.
Способность обогреть дом с любым количеством комнат, независимо от расположения самой печи.
Возможность самостоятельного выбора дизайна и особенностей конструкции, в которую можно встроить камин, лежанку, варочную поверхность и т.д.

К недостаткам такой системы отопления стоит отнести

необходимость применения повышенных мер безопасности. Во-первых, кирпичная печь с котлом для водяного отопления функционирует от открытого огня, искры которого могут случайно вылететь из топки. Во-вторых, наличие дымохода обуславливает возможность отравления угарным газом при несоблюдении правил эксплуатации
значительные габариты. Конструкция обычно занимает центральную часть дома, для её размещения необходимо сразу отвести обширный участок
сложность регулировки. Работа системы практически не сочетается с современной автоматикой, так как процесс горения дров нельзя резко остановить или снизить его интенсивность
невозможность использования летом для приготовления пищи. По окончании отопительного сезона теплоноситель сливается, поэтому высокая температура в топке может стать причиной повреждения регистра

Как выложить печь из кирпича с встроенным котлом водяного отопления своими руками: пошаговая инструкция

Подбор материалов и инструментов

Для изготовления самодельного теплообменника понадобятся стальные, а лучше нержавеющие трубы с толщиной стенок 3-5 мм. Их протяжённость рассчитывается из соотношения: 1 м2 площади регистра – 5-10 кВт энергии. Для определения мощности также используется обобщённая формула: 1 кВт на 10 м2 дома, который необходимо обогреть.

Для возведения самой печи потребуется

шамотный и обычный красный кирпич
бетон и песок для замеса раствора
металлические элементы: колосниковая решётка, зольник, задвижки и дверцы

Для монтажа системы будут использованы металлические трубы для разводки коммуникаций от теплообменника и полимерные для прокладки по дому, а также радиаторы, расширительный бак, насос, если планируется принудительная циркуляция воды по системе.

Собирается кирпичная печь с водяным контуром для автономного отопления применением простейшего инструмента

электродрель
сварочный аппарат
мастерок
пассатижи
отвёртки, гаечные ключи
строительный уровень

Выбор и подготовка места

Чаще всего конструкцию располагают в центре дома, чтобы её стенки выходили в как можно большее количество комнат. Это позволяет напрямую передавать тепло, повышая эффективность отопления. Также важно, чтобы место для установки было пожаробезопасным, гидроизолированным и хорошо проветриваемым.

Опорная поверхность должна быть идеально ровной, чтобы кирпичная печь с встроенным котлом для водяного отопления располагалась без перекосов. К её прочности предъявляются повышенные требования, ввиду того что вес конструкции значительный. Так как к ней будет подсоединяться дымоход, необходимо подготовить условия для его вывода через крышу.

Порядовка

Перед началом кладки необходимо собрать печь без раствора. Создание такого «макета» позволит понять, насколько грамотно был составлен проект, какие корректировки можно в него внести до того, как цементно-песчаная смесь застынет между кирпичами. Затем каждый ряд нумеруется для удобства дальнейшей сборки.

Строительство начинается с заливки бетонного основания, которое послужит надёжной опорой. Затем в соответствии с выложенной ранее порядовкой начинается сборка конструкции.

Схема кладки

Количество уровней и особенности их размещения зависят от личных предпочтений. Например, можно дополнительно выложить углубления для варочной поверхности, лежанки и т.д. Поэтому приведенная ниже стандартная схема может быть несколько изменена

1 ряд – сплошной
2-3 – формирование зольника с отверстием для дверцы
4-10 – создание топочной камеры, в которой также будет размещаться теплообменник
11 – формирование места для варочной поверхности
12-18 – выкладка углубления для неё
19 – перекрывание варочного купола с созданием отверстия для задвижки
20-29 – формирование газоходов
30-32 – их объединение в один канал
33-34 – перекрывание печи
35 – выкладка основания под дымоход

Наглядные схемы

На изображениях ниже представлена вышеописанная кирпичная печь с водяным отоплением и её чертежи и порядовки, которые облегчат процесс проектирования и сборки.

Инструкция по кладке

Толщина стыков между кирпичами должна составлять 3-5 мм.
После формирования каждого ряда выполняется проверка строительным уровнем по вертикали и горизонтали.
Остатки раствора, которые вылезают после придавливания кирпича, убирают не только с внешней, но и с внутренней стороны. Причём последняя должна быть даже более гладкой, что позволит снизить сопротивление при прохождении продуктов сгорания к дымоходу.
Между кирпичной кладкой и металлическими деталями (дверцами, колосником, варочной поверхностью) не должно быть зазоров. Они заполняются раствором.
От момента окончания кладки до пробного запуска должно пройти не менее 48 часов.

Возможные ошибки при монтаже

Одним из важнейших моментов является то, где размещена кирпичная печь с встроенным водяным отопительным котлом. Детальный проект необходимо составлять на стадии возведения дома. Встроить такую конструкцию в обжитую постройку практически невозможно. Также и наличие водонагревателя-теплообменника необходимо предусмотреть заранее. Интегрировать его в имеющуюся печь равносильно её кладке заново.

После того как регистр размещён в топке, его необходимо соединить с разводкой системы отопления и опрессовать. Если в ходе этого процесса будут обнаружены ошибки, их можно легко устранить. Когда конструкция уже собрана, сделать это практически невозможно.

Если планируется самотёчное движение теплоносителя по системе, важно проложить трубопровод под небольшим уклоном 1-2 см на 1 м в сторону направления потока. Коммуникации прокладывают ровно в случае, если циркуляция будет стимулироваться насосом.

Несмотря на наличие множества более современных вариантов, кирпичные печи с водяным контуром идеальны для отопления частного дома. Они не только высокоэффективны для обогрева помещений, но и позволяют создать особый уют и аутентичный деревенский колорит в дизайне интерьера.

Источник

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

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

Содержание статьи:

Особенности обогрева на базе печки
Устройство печного водяного отопления
- Схема циркуляции воды в контуре
- Печь — кирпичная или металлическая
- Трубы — нержавейка или металлопластик
- Теплоотдача — радиаторы или регистр
- Подбираем теплообменник для топки
Выбор самого оптимального варианта
Выводы и полезное видео по теме

Особенности обогрева на базе печки

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

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

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

В качестве топлива в подобных деревенских печах сжигают:

уголь;
торф;
дрова;
брикеты (евродрова).

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

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

Среди достоинств печного отопления числятся:

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

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

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

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

Также из недостатков печного отопления следует упомянуть:

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

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

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

Устройство печного водяного отопления

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

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

Водяное отопление на основе печи состоит из:

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

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

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

Схема циркуляции воды в контуре

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

Независимость печного отопления от электроэнергии

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

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

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

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

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

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

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

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

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

Печь — кирпичная или металлическая

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

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

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

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

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

Трубы — нержавейка или металлопластик

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

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

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

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

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

Теплоотдача — радиаторы или регистр

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

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

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

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

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

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

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

Подбираем теплообменник для топки

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

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

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

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

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

Доработка чугунного теплообменника в печь

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

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

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

змеевика из нескольких трубок;
рубашки из листовой стали.

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

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

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

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Qy=K*(Tcp-Tk)

где:

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

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

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

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

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

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

S=2*3,14*D*L

где:

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

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

Выбор самого оптимального варианта

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

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

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

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

Выводы и полезное видео по теме

Выбор формы теплообменника в дровяную печку:

Обзор кирпичной печи для водяного отопления в коттедже:

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

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

Источник

Содержание

Преимущества водяного отопления на дровах

Основные характеристики печей

Критерии покупки печи для водяного отопления

Ключевые требования к организации печного и водяного отопления

Схемы водяного отопления от дровяной печи

Какие виды печей устанавливают

Выбор по количеству камер

Основные виды теплообменников

Особенности монтажа водяного контура

Основные правила эксплуатации

Коротко о главном

В современной России карта газификации регионов охватывает мало районов и населенных пунктов, а финансовая доступность подключения имеется не у всех владельцев загородной недвижимости. Поэтому до сих пор остается актуальной печь для дома с водяным отоплением. При правильной организации контура обеспечивается качественный нагрев жилых помещений, ванной комнаты, кухни и нежилых пристроек. Перед выбором необходимо уточнить преимущества и особенности оборудования, критерии покупки, способ реализации оснащения в пределах собственного дома.

Особенности обустройства печи с водяным контуром

Преимущества водяного отопления на дровах

Можно выделить следующие достоинства водяного контура, работающего от дровяной печи:

не требуется покупка дорогостоящего котла и комплектующих к нему;
при правильной эксплуатации необходим только периодический косметический ремонт;
предусмотрены широкие возможности заказа печи по индивидуальному дизайн-проекту;
отличаются габариты и особенности конструктивных элементов, которые можно подобрать с учетом особенностей помещения;
длительная отдача тепла после окончания растопки;
теплообменник легко встраивается в существующую конструкцию.

Важный момент! Водяное отопление создает оптимальную температуру и микроклимат в жилых помещениях. Достаточно следить за количеством растопок, которые зависят от сезона, погоды и личных предпочтений в определенный момент времени.

Бренд:

UNIPUMP

Артикул:

10092

Доставка уточняется

Основные характеристики печей

Традиционная модель в течение часа способна выделять свыше 7500 Ватт тепла. Этого достаточно для обогрева небольшого дома или дачи. Если же объединить магистраль с водяным котлом, КПД всего комплекса увеличивается в 2,5 раза. Это позволяет установить отопление в большом доме, где предусмотрены жилые комнаты, спальни, большая кухня-гостиная.

Достоинства печи с установкой труб и радиаторов

Оптимальной становится комбинированная система отопления, включающая печь + котел. При одновременной работе многократно увеличивается производительность. Так, за один час осуществляется выработка свыше 24 500 Ватт тепла. Данного объема вполне достаточно для обогрева до 300 кв.м.

В качестве топлива печное отопление с водяным контуром в деревянном доме используются дрова или уголь. Стоимость энергоносителя не создает проблем для семейного бюджета, а доставка не вызывает сложностей. В некоторых случаях для повышения энергоэффективности комбинируют два типа топлива (дрова и уголь).

Главным достоинством по сравнению с твердотопливным котлом является снижение количества топок. Достаточно заложить дрова летом один раз, а зимой дважды. В помещении создаются комфортные условия вне зависимости от температуры и погодных условий на улице.

Внимание! КПД комбинированной системы с водяным контуром увеличивается на 50-85%. Это идеальный показатель, особенно если речь идет о дровяном отоплении. А материалы для строительства и обустройства системы отличаются общедоступностью, как в плане выбора так и в ценовых рамках. Они входят в низкий и средний ценовой диапазон.

Эффективность системы с водяным контуром

Критерии покупки печи для водяного отопления

Можно построить печь, самостоятельно сделав водяную рубашку. Производители предлагают готовые решения, для реализации которых необходимо подобрать комплектующие. Учитывается мощность нагревательного элемента, который зависит от размеров обогреваемой площади. Также учитывают способности отдачи со стороны теплообменника.

Выбирая печь для водяного отопления, принимают во внимание массивность изделия. Именно от этого показателя зависит прочность закладываемого основания. Также отдельно планируется конструкция и диаметр дымового канала, объем воды, используемой в качестве теплового носителя.

Ключевые требования к организации печного и водяного отопления

Предусмотрены следующие нормативные требования:

обязательное наличие зазора между стенами дома и печкой, а также металлическим листом перед топкой для защиты поверхностей;
надлежащее армирование каждых четырех рядов кладки с помощью арматуры или штырей для получения дополнительной прочности;
внесение раствора на основе глины средней степени пластичности;
на дымоход устанавливается оголовник для защиты от проникновения мусора и осадков.

Конструкция печного отопления с контуром

Можно сложить печь самостоятельно или пригласить печника. Но также можно подобрать готовую металлическую конструкцию, которую обкладывают кирпичом. Конструкция отличается эстетической привлекательностью, преображает внутреннее пространство. Лучшим вариантом становится предварительно обожженный керамический красный кирпич.

Обратите внимание! Не допускается использование недожженных или пережженных кирпичей. Подобный материал может привести к низкому качеству и снижению уровню безопасности. Лучший вариант для выкладки топки – огнеупорный тугоплавкий кирпич.

Схемы водяного отопления от дровяной печи

Выбор схемы зависит от особенностей печи и площади помещений, подлежащих обогреву. Необходимо предусмотреть краны для слива воды. Это важно, ведь при замерзании теплоноситель может повредить всю конструкцию. В качестве альтернативного варианта можно использовать антифриз, который даже при отрицательных температурах не образует лед, а только становится более вязким.

Антифриз в качестве теплоносителя оберегает от повреждения труб

Водяное отопление от печи на дровах представлено следующими схемами:

открытая;
закрытая;
комбинированная.

Выбор зависит от оптимального способа устройства и обслуживания. Также усчитываются возможности по приобретению, выбор самостоятельной установки или профессиональный монтаж.

Организация открытой схемы

По открытой схеме собирается классическая конструкция, которая работает с самотечной подачей теплоносителя. Функционирование возможно благодаря разной плотности горячего и холодного теплового носителя. Допускается использование в небольшом доме. Если постройка большая по площади, нормальное передвижение воды без принудительной циркуляции не представляется возможным.

Открытые схемы печного отопления реализуются по традиционному плану. К печке подключают разгонную трубу, которая имеет диаметр 50 мм и высоту 2,5 метра. В верхней точке устанавливают расширительный бачок с открытым заливом воды. Уклон от верхнего выхода теплообменника до бака составляет 30℃. Подобное устройство способствует защите от гидроударов.

Водопроводная магистраль с расширительным баком с верхней заливкой теплоносителя

Обратный отвод осуществляется при горизонтальном расположении. Затем организуется слив для выхода жидкости из теплообменника. Предусмотрена окружность трубы от 32 мм. Лучшие материалы труб для работы с печью – медь или сталь.

Организация закрытой схемы

Печное водяное отопление по закрытой схеме предполагает монтаж циркуляционного насоса для принудительного движения теплоносителя. Для дополнительной безопасности устанавливают предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик.

Существует вероятность установки теплообменника. Данный элемент увеличивает общий коэффициент полезного действия. В результате регулируется тепловой режим, а во время разогрева печи обеспечивается аккумуляция значительного количества тепла.

Обратите внимание! Здесь также требуются металлические трубы для безопасной и эффективной эксплуатации.

Организация комбинированной схемы

Подобный вариант отопления от печи наиболее предпочтителен. Обогрев выполняется благодаря внедрению циркуляционного насоса для принудительного движения теплоносителя. Это же оборудование обеспечивает резервный запас тепла.

Подобная конструкция удобна в холодное время года, так как обеспечивает обогрев даже отдаленных помещений или дома в несколько этажей. Дополнительно подключаются элементы для приготовления пищи без использования еще одного источника энергии.

Какие виды печей устанавливают

Отопление со встроенным теплообменником дает не только равномерный, но и длительный нагрев теплового носителя. Подобное возможно, так как стенки будут долго остывать, что приводит к продолжительному нагреву воды или антифриза. Важно выбирать готовые элементы компактных размеров.

При этом используются печи из разных материалов:

Кирпичные. Конструкция включает вентиляционный канал, плиты из металла, духовой шкаф, короба-водогрейки, универсальные коптильные варочные камеры. Для эффективной и продолжительной работы берут кладочную смесь и огнеупорный кирпич.
Каминные. Объединяют отопительную печь с контуром и современный камин. Используются стеклянные защитные дверцы, отличающиеся повышенной устойчивостью к воздействию огня. Модели отлично смотрятся в интерьере деревенского дома или коттеджа. Главным преимуществом используется высокая прочность чугуна, который применяется в качестве основного материала.

Устройство каминных печей

Металлические. Устройство подходит для постоянного использования при сезонном или круглогодичном проживании в доме. Для получения хорошей тепловой отдачи приходится постоянно закидывать дрова. Обеспечивается быстрая скорость нагрева помещений. Оборудование представлено в широком ценовом спектре.

Организация водяного отопления от печи – выбор в пользу дополнительного комфорта в межсезонье или холодное время года. Но важно внимательно подойти к выбору материала и конструктивных особенностей.

Выбор по количеству камер

Для отопления можно использовать разное топливо. Выбор зависит от собственного удобства и доступности в определенном месте проживания. Может использовать торф, уголь, дрова или евродрова.

Производители выбирают следующие типы конструкций по количеству камер:

однокамерные;
двухкамерные;
конвекционные.

Дверцы в печи могут быть щелевыми, прямоугольными, шахтными разъемными или круглыми.

Выбор однокамерных конструкций

Используется в небольших помещениях или компактных домах. Обеспечивается быстрый нагрев имеющегося пространства. Модели доступны по стоимости, нет серьезных требований по эксплуатации.

Выбор двухкамерных конструкций

Верхние и нижние части функционируют способом самообеспечения. Топливо сгорает в цокольном отделе. В результате формируется газ, который поднимается и объединяется с кислородом. Подобная система обеспечивает экономичность. Снижаются затраты на топливе. Обеспечивается максимальный коэффициент полезного действия.

Конвекционные модели

Обеспечивается качественная циркуляция воздуха. Снизу поступает холодный поток, который затем нагревается до высокого уровня температуры сверху. При этом обеспечивается не только быстрый нагрев, но и такое же скоростное остывание.

Основные виды теплообменников

Водяное отопление от кирпичной печи становится классическим решением для создания комфортного микроклимата. Теплообменник является важнейшим элементом, а на работу оказывает влияние выбор материала. Производители предлагают медные, чугунные, стальные модели, а также конструкции из нержавеющей стали.

Качественный выбор теплообменника

Медная конструкция представлена эффективным змеевиком, который нормально функционирует до уровня температуры 1083℃. Если использовать деталь с соблюдением правил эксплуатации, не стоит беспокоиться о нарушении норм безопасности. В экстренных случаях модель выдерживает нагрев до 1200℃. Во время остывания формируется конденсат, который может приводить к появлению коррозии. Подобные модели не стоит использовать вместе с печью, выложенной из кирпича.

Чугунный теплообменник отличается повышенной ломкостью. Термические изменения появляются при разогреве или охлаждении. В результате могут появляться расщелины, из-за которых модель выходит из строя. Готовая конструкция выделяется значительным весом.

Стальные теплообменники встречаются редко. Контуры делают из жароустойчивой стали 3-5 мм. При этом трубы не должны иметь швы. Оборудование выделяется доступностью, возможностью использования с печами. Контуры делают из жароустойчивой стали. Толщина обеспечивается на уровне 3-5 мм.

Нержавеющая сталь становится оптимальной по эксплуатационным и техническим характеристикам. Устройство подходит для сельских домов и коттеджей, а также деревянной бани. Обеспечивается защита от воздействия высокой температуры. При установке теплообменника из нержавеющей стали увеличивается период использования отопительного оборудования.

Особенности монтажа водяного контура

Печной котел отопления для частного дома обеспечивает эффективную работу благодаря правильной установке оборудования. Устройство также получило название «змеевик», а установка осуществляется непосредственно в топливник. Схема включает следующие элементы:

герметичные дверцы;
зольник;
камеры горения;
очистные люки;
инжекторы;
поверхность для разогрева;
шиберы;
конвективные трубы;
колосники.

Также допускается изготовление емкости своими силами. Для этого потребуется качественная сварка. Потребуется подключение тру, для которых используют дополнительные элементы – фитинги или муфты. Конструкция отличается экономичным использованием, ведь материалы обходится дешево, чем в случае приобретения готового устройства. Оптимальное решение – использование стандартных металлических труб, оборудованных отверстиями для магистрали.

Изготовление теплообменника своими руками

Важный момент! Теплообменник должен иметь достаточную толщину стенок для безопасного использования при высоких температурах. Если печь будет работать на дровах, стенки могут быть небольшими. При использовании угольных брикетов для растопки, требуются толстые стенки. Если требование не учитывать, котел быстро прогорает, а срок эксплуатации снижается.

Основные правила эксплуатации

Чтобы работа устройства не прекращалась, необходимо соблюдать определенные требования эксплуатации:

радиаторы не следует отсоединять при работе устройства;
при нагретом теплообменнике не допускается попадание в систему холодного теплоносителя, так как разница между температурами может приводить к серьезным повреждениям или деформациям;
кран сливания размещают в нижней точке;
если контур замкнутый и используется только для отопления, в качестве теплоносителя лучше использовать незамерзающую жидкость;
установка циркуляционного насоса увеличивает продуктивность всего контура;
чтобы не допустить прогорания, нельзя использовать теплообменник без жидкости.

Внимание! Период использования теплообменника можно продлить. Для этого выбирают устройство большей мощности, чем это необходимо по проекту. В результате сокращается нагрузка на прибор, которая появляется в случае функционирования на пределах возможностей. Подобная стратегия, к тому же, снижает изношенность конкретных деталей или целых узлов.

Бренд:

UNIPUMP

Артикул:

26688

Доставка уточняется

Бренд:

Wilo

Артикул:

2120647

Доставка уточняется

Бренд:

UNIPUMP

Артикул:

19610

Доставка уточняется

Бренд:

UNIPUMP

Артикул:

75438

Доставка уточняется

Бренд:

Тепловодохран

Артикул:

Н00081327

Доставка уточняется

Бренд:

Тепловодохран

Артикул:

Н00081337

Доставка уточняется

Бренд:

Тепловодохран

Артикул:

Н00081329

Доставка уточняется

Бренд:

Wester

Артикул:

WPE32-60G

Доставка уточняется

Бренд:

UNIPUMP

Артикул:

67031

Доставка уточняется

Бренд:

Wilo

Артикул:

2165564

Доставка уточняется

Бренд:

UNIPUMP

Артикул:

88791

Доставка уточняется

Бренд:

Wester

Артикул:

WCP25-60G

Доставка уточняется

Бренд:

UNIPUMP

Артикул:

27361

Доставка уточняется

Бренд:

Тепловодохран

Артикул:

Н00081335

Доставка уточняется

Бренд:

UNIPUMP

Артикул:

97931

Доставка уточняется

Коротко о главном

Печное отопление с водяным контуром – выбор в пользу комфортных условий с собственном доме. Если правильно выбрать схему и организовать сборку оборудования, можно получить бесперебойное тепло в собственном доме. При этом учитывается мощность теплообменника, качество и материал трубопровода, наличие хороших отопительных радиаторов.

Как вы думаете, выгодна ли реализация водяного отопления дома на дровах в современных условиях?

Источник

Печное отопление с водяным контуром, как кажется на первый взгляд имеет массу преимуществ. Так как с помощью подсоединения чугунной, каменной отопительной установки в доме, можно качественно, равномерно отопить каждое жилое помещение, с его отдельными закутками, участками. Но так ли много плюсов у печек с водяной рубашкой размещённых в частном доме на самом деле? Об этом вы сможете узнать далее из статьи, а также просмотрев прилагающееся видео.

Готовый очаг с возможностью подключения к водяному контуру

Комбинированный вариант

Печь с водяным отоплением имеет наибольшую эффективность, в том случае, если она подключается к существующим коммуникациям уже проведённым в частном доме.

Интересно знать: для того чтобы данный отопительный агрегат с водяной рубашкой имел максимальную эффективность, важно изначально выбрать правильное место для установки, выполнить подключение. В этом вам поможет схема и чертежи. Для того чтобы выполнить сборку своими руками, вам понадобится порядовка, желательно составленная руками профессионального печника.

Печь с теплообменником способна заменить сразу несколько аналогичных установок, не оборудованных водяным контуром. С помощью всего одного такого очага, вы сможете отопить даже большой двухэтажный коттедж, в то время как при использовании классической твёрдотопливной модели, необходимо установить в одном доме сразу несколько, для достижения комфортной температуры.

Принцип работы и основные составляющие очага

При необходимости сделать и установить своими руками можно как каменную, так и чугунную печку в частном доме. Особенно функциональной, полезной в быту, будет установка, оборудованная варочной поверхностью, на которой можно подогревать воду, готовить пищу.

Также считается, что отопительные установки собранные своими руками для обогрева помещений с водяной рубашкой более экономичны, в плане расхода топлива.

Радиаторная система и КПД

Кирпичные печи с водяным отоплением своими руками как уже было сказано ранее, считаются более эффективными и экономичными. Однако покупные очаги более простые в установки, а также способны сочетать в себе самые инновационные технологии. Например, встроенный теплообменник, с возможностью последующего монтажа обогрева с помощью радиаторов.

Твёрдотопливная печь с водяной рубашкой

Основные особенности:

Отопительная чугунная, каменная система, оборудованная варочной поверхностью и установленная в доме, на даче имеет свои особенности, которые необходимо учитывать перед покупкой или постройкой. Дело в том, что система любых радиаторов, функционирует по принципу гравитационного закона. Трубопроводная система выходного типа располагается выше, чем входящий. Максимальная эффективность достигается за счёт большой разницы температурных режимов в обеих системах труб. Существенно влияет на этот фактор, большой угол наклона, однако исправить проблему помогает установка подходящего по мощности насоса, для подключения которых подходит стандартная электрическая сеть;
Печь с водяным контуром имеет и ряд своих преимуществ, к которым относится высокая эффективность отапливания. Зимой, при минусовых температурах, КПД агрегата может достигать 95 процентов. Из данного преимущества, вытекают и недостатки. Поскольку такой кирпичный агрегат крайне удобно использовать зимой, в летнее время года при его растопке на даче, температура в доме будет очень высокая, следовательно, вы не сможете там находиться.

Выход из положения

Способ подключения водяного контура в двухэтажном доме

Схема подключения твердотопливного очага в частном двухэтажном доме

Печь с водяным контуром конечно можно подключить к системе радиаторов на даче. В этом случае вы сможете использовать обогревательный прибор, но нагрев помещений не будет осуществляться.

Также некоторые предпочитают просто установить клапан давления. Вторые, решат проблему иначе, они сольют воду из теплоносителя на тёплое время года. Но в конечном итоге никто не окажется прав. В результате проделывания данных манипуляций вы получите следующее:

Топливо, горящее в очаге, будет образовывать максимально высокие температуры;
Кирпичная конструкция в свою очередь прогреется до максимума, а металлическое основание достаточно скоро прогорит.

Важно: тем самым по окончанию летнего сезона вы конечно решите заполнить теплоноситель водой, но скорее всего конструкция будет иметь пробоины, образующие течи.

Ожидание и реальность

Если же печное отопление с водяным контуром своими руками оборудовано принудительной системой циркуляции, с установленной насосной станцией, оно имеет ряд следующих особенностей:

Сам трубопровод имеет небольшой диаметр, это же относится и к самому контуру;
Температура нагрева в такой системе обогрева для дачи максимальная. Именно поэтому вы может выполнить сборку из кирпича, в этом вам поможет специальная схема или видео. Кирпич лучше всего сохраняет и аккумулирует выработанную, накопленную тепловую энергию;
Вода проходящая по системе обогрева, сделать которую можно своими руками, должна двигаться достаточно интенсивно, для того чтобы не закипеть.

Небольшой вместительный очаг округлой формы

Модели, оборудованные специальными пластинами, наиболее эффективны

Важно: на практике же стоит быть очень осторожными при использовании такого печного отопления для дачи с водяной рубашкой. Поскольку наносы зависят от подачи электричества, то при его отключении, вода в контуре перестанет циркулировать в необходимой степени, что приведёт к её закипанию, возможному взрыву. Особенно это касается очень больших, громоздких систем. Вывод: перед тем как сделать такую систему обогрева для дачи, необходимо посоветоваться с профессионалом, подобрать подходящую схему реализации, просмотреть тематические видео ролики.

Термоаккумуляторы и их преимущества

Для достижения большей эффективности системы обогрева для дачи, можно дополнить ваше печное оборудование котельным. Однако больший эффект дают именно термоаккумуляторы.

Сразу следует отметить тот факт, что установка термоаккумуляторов – это очень дорого. Например для того чтобы сохранилось порядка 70 кВт выработанного тепла, понадобится купить систему, стоимость которой составит более одной тысячи долларов.

Встраиваемые печи устанавливаются в предварительно подготовленную нишу

Готовая схема камина и портала, со всеми замерами

Оборудовать свою дачу более бюджетно можно путём установки водяного контура не в топочном отсеке, а в дымоотводящей системе. Далее вам понадобится оборудовать печь заслонками, которые переводятся в закрытое положение летом.

Такая печка будет иметь следующие недостатки:

Воздух будет нагреваться не в топочном отсеке, а достаточно далеко от него, что существенно снижает КПД;
Довольно часто для сборки используются толстостенные трубы – это также негативным образом сказывается на КПД;
Не рекомендуется использовать очень тонкие трубы. Это может привести к взрыву, если циркуляция системы остановится.

Интересно знать: для того чтобы максимально обезопасить себя, многие решают оборудовать свой агрегат спутниковой системой. Она представляет собой специальную заслонку, которая сама перекрывает систему в случае опасности, останови циркуляции. Также производится оборудование агрегата различными датчиками, позволяющими выполнять контроль температуры, давления внутри контура.

Переходим к практике

Для бытовых целей рекомендуется использовать только теплоноситель, в основе которого лежит этиленгликоль или пропиленгликоль.

Однако, данная разновидность теплоносителей отличается небольшой теплоёмкостью, которая на 15-25 процентов меньше ниже нежели сама вода. Значит для того чтоб мы могли добиться лучшего эффекта, понадобится увеличить как сами радиаторы отопления, так и сам теплоноситель.

Закрытая модель, не оборудованная дверцей, представленная в жёлтом оттенке

За счёт большей степени вязкости, циркуляция и продвижения воды в системе немного ниже, хуже. Для улучшения данного показателя, вам понадобится установить насосную станцию с большей мощностью.

Пример:

Используем печку с водяной рубашкой, оборудованной гликолевым наполнителем;
В систему запускается вода, которая постоянно находится под давлением и циркулирует внутри;
Неожиданно происходит короткое замыкание;
Отключился автомат, который был включен в течение нескольких минут;
Работа агрегата полностью восстановилась.

Однако такое резкое отключение автомата, может стать причиной взрыва теплоносителя, в результате чего вся вода окажется в доме. Такой исход результат использования антифриза или гликоля, которые при нагреве очень сильно расширяются. Результатом часто становится полная или частичная закупорка системы.

Можно ли комбинировать?

Для того чтобы печное отопление с водяным контуром своими руками работало исправно и было полностью безопасным, вам понадобится уделить особое внимание законам термодинамики, как следует изучить какими физическими свойствами обладают те или иные материалы.

При создании важно опираться на существующую схему составленное руками профессионала или видео инструкцию, которая будет составлена только с учётом особенностей вашего дома.

Чугунные очаги наиболее эффективны и долговечны

Печка с водяным контуром собранная своими руками из бочки

Способ расположение камина с контуром в бане

Принцип установки оборудования в бане

В данном видео ролике рассказывается о том, как сделать и подключить печное отопление с водяным контуром своими руками:

Источник

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

Печь с водяным контуром для отопления дома

Печное отопление

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

Печное отопление имеет ряд неоспоримых преимуществ:

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

Дрова еще долго будут использоваться на территории России в качестве топлива

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

Современная многофункциональная печь-камин

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

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

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

Топка печей требует постоянного участия человека

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

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

Почему отопление с теплоносителем выигрывает у печного?

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

Пример камина с конвекционными воздушными каналами

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

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

Загрязненный воздушный канал

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

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

Трубопроводы системы отопления

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

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

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

Резервный электрический котел

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

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

Краткий обзор промышленно выпускаемых печей с водяным контуром для отопления

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

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

Современные отопительно-варочные печи с водяным контуром

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

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

Каминная топка с водяным контуром «Аквариус»

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

Модели	Аквариус	Аквариус ТО
Картинка с сайта: stroyday.ru
Мощность каминной топки, кВт	12	12
Объем отапливаемого помещения (максимальный), куб. м	200	200
Габаритные размеры, ШГВ, мм	690515930	690515930
Размер проема дверцы топки, мм	315*535	315*535
Масса, кг	68	77
Объем камеры сгорания, л	70.7	62.5
Максимальный объем загрузки, л	56	52
Максимальный размер полена, мм	545	545
Диаметр дымохода, мм	200	200
Минимальная высота дымохода, м	5	5
Объем теплообменника, л	—	11.6
Мощность теплообменника (максимальная), кВт	—	6
Максимальное рабочее давление, кгс/кв. см	—	0.5

Особенностями конструкции данной модели каминной топки являются:

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

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

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

Схема подключения камина в открытую систему отопления с естественной циркуляцией

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

Цены на модельный ряд каминных топок с водяным контуром «Аквариус»

~~Каминная топка с водяным контуром «Аквариус»~~

Твердотопливный отопительный котел «Armada 20»

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

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

Технические характеристики котла ARMADA 20
Картинка с сайта: stroyday.ru
Мощность котла (теплопроизводительность), кВт	20
Отапливаемая площадь (h=2,5 м), кв. м	До 200
Габаритные размеры (ШГВ), мм	390660750
Глубина топки/размер полена, мм	510/480
Масса (ез топлива и воды), кг	115
Объем камеры сгорания, л	90
Масса загрузки топлива (максимальная), кг	12
Рекомендуемая загрузка для оптимального горения, кг	4.8
Размеры проемы дверцы топки, мм	190*292
Присоединительная резьба для прямой и обратной магистрали отопления	G 1 ½“
Объем воды в контуре, л	28
Рабочее давление в системе, Мпа	0.3
Мощность блока ТЭНов, кВт	3*2=6
Диаметр дымохода, мм	120
Высота дымохода (минимальная), м	6
Максимальная выходная температура теплоносителя, °C	95
Минимальная входная температура теплоносителя, °C	60-80

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

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

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

Схема обвязки печи в открытой системе отопления

Схема обвызки печи в закрытой системе отопления

Схема обвязки печи в закрытой системе отопления

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

Цены на твердотопливные отопительные котлы «Armada»

~~Твердотопливный отопительный котел «Armada 20»~~

Видео: Обзор печей с водяным контуром

Водяной контур для отопления в кирпичной печи

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

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

Пример хорошо реализованного проекта кирпичной печи с водяным контуром

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

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

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

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

Водяной контур может сильно снизить объем топливника печи

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

Разрушение дымохода конденсатом

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

Виды теплообменников и места их расположения в кирпичной печи

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

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

Медный теплообменник требует постоянно циркулирующего теплоносителя

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

Теплообменник из чугунного радиатора

Стальные теплообменники распространены больше всего, так как сталь – это доступный и легкообрабатываемый материал. Для теплообменника печи рекомендуется применять жаропрочную сталь с толщиной стенки не менее 3 мм, а лучше 4—5 мм. Трубы лучше выбирать бесшовные. К сожалению, сталь подвержена коррозии, поэтому нужно топить печь в таких режимах, которые менее всего способствуют образованию конденсата, а также никогда не сливать теплоноситель из водяной рубашки.

Теплообменники из нержавеющей стали – самые лучшие, но и самые дорогие. Наиболее распространенная марка стали — AISI 304. Лучше эти детали не делать самому, а заказать их изготовление на предприятиях, где есть оборудование для лазерной резки металлов и сварки в среде аргона. Тогда качество швов будет максимально приближено к материалу самой трубы.

Из чего изготавливать теплообменник?

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

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

Теплообменник из листовой стали

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

Теплообменник из стальных толстостенных труб

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

Теплообменник для печи с варочной поверхностью

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

Плоский трубчатый регистр в дымооборотном канале

Расчет мощности и размеров теплообменника печи

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

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

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

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

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

Q_у=k*(T_m—t_m), ккал/час, где:

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

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

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

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

Монтаж водяного контура в кирпичную печь

Отметим важные особенности монтажа теплообменников в кирпичную печь:

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

Опрессовочный насос

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

Правила эксплуатации печи с водяным контуром

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

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

Последствия взрыва водяного контура печи

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

Циркуляционный насос с байпасной линией

В системе отопления необходимо обязательно предусмотреть в самой нижней точке кран для слива воды из системы.
При необходимости в водном контуре печи можно использовать специальные антифризы.

Сооружение отопительно-варочной печи с водяным контуром своими руками

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

Список необходимых материалов и приборов

Изображение	Описание материалов (печных приборов)	Количество, шт
	Кирпич красный полнотелый (без учета дымохода)	710
	Кирпич шамотный огнеупорный ША-8	71
	Топочная дверца 210*250 мм	1
	Поддувальная дверца 140*250 мм	1
	Дверца чистки зольника 140*140 мм	7
	Колосниковая решетка 250*300 мм	2
	Чугунная плита 710*410 мм	1
	Теплообменник из листовой стали 750500350 мм	1
	Задвижка печная 130*250 мм	1
	Задвижка для варочной камеры 130*130 мм	1
	Полоса стальная:
505400 мм	1
505980 мм	2
	Стальной уголок 50505*980	2
	Предтопочный лист 500*1000 мм	1

Порядок проведения работ

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

Общий вид отопительно-варочной печи

Разрезы печи с водяным контуром

Разрез печи с противоположной стороны

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

Чертеж теплообменника

Что следует учесть при изготовлении теплообменника?

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

Порядовка кладки печи с водяным контуром

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

Условные обозначения на порядовке

Чертеж	Объемный вид	Дополнительный вид

Выкладывается сплошной 1 ряд кирпичей. Очень важно соблюсти горизонтальность и прямоугольность, так как от этого многое потом будет зависеть. В этом ряду задействовано 36 красных кирпичей.

На кладке 2 ряда начинается формирование основания зольной камеры. Устанавливается дверца размером 140*250 мм. Задействуется 31 целый красный кирпич и одна половинка.

Кладется по схеме 3 ряд. Количество кирпичей как и в предыдущем – 31 красный целый и половинка.

На 4 ряду начинается формирование топливника, поэтому уже используется 11 шамотных кирпичей и 21 красного. Для установки колосников в кирпиче ША-8 делаются вырезы.

На этапе формирования 4 ряда, в вырезанные пазы укладываются решетки. Для компенсации тепловых расширений оставляется зазор около 5 мм.

На дно топливника устанавливается теплообменник (котел)

При кладке 5 ряда оставляется зазор 5—6 мм — для термического расширения теплообменника. За ним оставляется свободное пространство, соединяющееся с горизонтальным каналом. На этом же этапе устанавливаются 2 дверки 140*140 мм – для чистки канала. Используются 14 красных и 3 шамотных кирпича.

6 ряд. Горизонтальный канал отделяется канала за котлом, о оставленное в предыдущем ряду отверстие будет увеличивать тягу печи. На этом же ряду устанавливается дверца топки. Используются 15 целых красных кирпича и одна половинка, а также 1 шамотный.

По схеме выкладывается 7 ряд. Используется 15 и ½ красных и 2 шамотных кирпича.

При кладке 8 ряда перекрывается дверца топки котла. Для этого используется полоса 505400 мм. В ряду выложено 11 и ½ красных кирпичей и 6 шамотных.

В 9 ряду выпускается труба подачи котла. Половинки шамотного кирпича над дверцей топливника срезаются наискосок. На две равные части делится горизонтальный канал. Используется 12 и ½ красного кирпича и 7 шамотного.

На том же 9 ряду над дверкой топки устанавливается подрезанная наискосок вниз ¾ часть шамотного кирпича.

На 10 ряду кирпичи выпускают вовнутрь, поэтому пространство над котлом сужается. Используются 3 красных и 18 ½ шамотных кирпича.

11 ряд. Кирпичи уже с торцов печи также выпускаются вовнутрь. В кирпичах делаются вырезы для укладки чугунной варочной плиты. Учитывается, что тепловой зазор должен быть не менее 5 мм. Количество используемых кирпичей: 10 красного и 16 ½ шамотного.

На 11 ряду устанавливается чугунная плита. В том месте, где будет проем в варочную камеру, устанавливается уголок 5050980 мм.

На 12 ряду начинает формироваться варочная камера. Следует обратить внимание на то, чтобы варочная чугунная поверхность была съемной – приподнималась за переднюю часть и вынималась. Используется 12 красных и 5 шамотных кирпичей.

Выкладывается по схеме 13 ряд, в котором используется 16 ½ красного кирпича.

В 14 ряду вертикальный канал увеличивается на всю доступную ширину. Для его чистки монтируется дверца 140*140 мм. Используется 14 ½ красного кирпича.

15 ряд выкладывается аналогично с предыдущим по схеме, что обеспечивает перевязку швов. Используется 14 ½ красного кирпича.

В 16 ряду перекрывается фасад варочной камеры при помощи стальной полосы 505980 мм и уголок 50505*980. Используется 15 красных кирпичей.

17 ряд завершает перекрытие фасада варочной камеры, для этого используется 18 ½ красных кирпичей.

18 ряд. Для полного перекрытия самой варочной камеры монтируются две полосы из стали 505980 мм, и выкладывается 19 красных кирпичей согласно чертежа.

19 ряд завершает перекрытие всей варочной камеры. Оставленный проход в половину кирпича нужен для вытяжки. В проходе вырезаются углубления для задвижки. Используется 32 красных кирпича.

19 ряд завершает установка малой задвижки камеры 140*140 мм.

20 ряд формирует основание верхних газоходов. Для этого по чертежу выкладываются половинки, которые будут основой последующих перегородок. Для прочистки и ревизии монтируются 4 дверцы 140*140 мм. Для укладки этого ряда требуется 18 красных кирпичей.

21 ряд продолжает формирование перегородок. Для него требуется 17 ½ красных кирпичей.

22 ряд. Для него требуется 21 красный кирпич.

В 23 ряду верхние газоходы разделяются на 4 канала. Один из них (левый нижний на чертеже) в дальнейшем будет основным дымоходом, а остальные выполняют функцию общего колпака, разделенного перегородками. Используется 24 красных кирпичей.

Для укладки 24 ряда требуется 24 красных кирпичей.

Для укладки 25 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.

Для укладки 26 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.

Для укладки 27 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.

Для укладки 28 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.

Для укладки 29 ряда требуется 23 ½ красных кирпичей.

В 30 ряду начинается объединение всех дымооборотных каналов, кроме основного. Используется 20 красных кирпичей.

31 ряд продолжает объединение вертикальных каналов. Для него требуется 21 ½ красных кирпичей.

32 ряд подготавливает перекрытие печи. Используется 25 ½ красных кирпичей.

33 ряд перекрывает печь. Оставляется основной канал размером 130*260 мм, используется 35 красных кирпичей.

34 ряд перекрывает второй раз печь. Для этого нужно 37красных кирпичей. Для установки основной дымовой задвижки вырезаются пазы.

Устанавливается и подгоняется по месту дымовая задвижка.

35 ряд завершает кладку тела печи. Делается основание для насадной трубы дымохода. Для этого нужно 5 красных кирпичей.

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

Видео: Отопительно-варочная печь с водяным контуром

Подводные камни водяных контуров печей

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

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

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

Идеальное место печи с водяным контуром с точки зрения инженерной науки

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

Один из вариантом энергоэффективного дома

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

Теплоаккумулятор в разрезе

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

Системы отопления на основе буферных емкостей имеют несомненные преимущества:

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

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

Заключение

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

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

Источник