Печное отопление с водяным контуром для частного дома; общие положения

Печное отопление с водяным контуром для частного дома — общие положения

Человек любит комфорт, чьей важнейшей составляющей является тепло. Только теплый дом будет по-настоящему уютным и комфортным для проживания. Способов сделать его таким – множество, и с течением времени становится только больше. Однако один из старейших, печное отопление, до сих пор не забыт и пользуется особой популярностью в самых разных уголках страны.

Устройство традиционной печи

Конструкционные особенности устройства предполагают его размещение максимально близко, а в идеале, и по центру отапливаемого жилища. Лицевая часть печи традиционно располагалась на кухне и использовалась для приготовления пищи. Задняя же стенка обогревала остальную часть дома.

Источником тепла является горящий в нижней части сооружения огонь и дым, поднимающийся по котлам в трубу. Подсчитано, что в среднем 1 кв. м печи может согреть около 35 кв. м помещения. Учитывая общую площадь дома нетрудно подсчитать минимальные размеры сооружения.

Традиционно печи клали из кирпича на специальный глинистый раствор и обязательно штукатурили готовую поверхность

Печи обычно кладутся из красного кирпича на особый глинистый раствор. Составные элементы, присутствующие в каждой конструкции:

• дымоотвод;
• топка;
• котлы;
• золосборник.

Достоинства и недостатки отопления печью

Исстари во множестве жилищ стояли печи и сегодня печное отопление в частном доме – не редкость, поскольку часто является единственно возможным способом согреть помещение. К преимуществам системы относятся:

• Экономичность установки. Печь кладется достаточно быстро, при ее обустройстве не потребуется серьезных финансовых вложений. Часто можно использовать для ее монтажа местный материал.
• Простота и дешевизна обслуживания.
• Возможность совместить печь и камин, получив уникальный декор и отопительный прибор одновременно.
• Создание в доме уникальной атмосферы особого уюта, что свойственно только для этого типа отопления.
• Относительно высокий КПД. Грамотно сложенная печь может иметь производительность порядка 60%, что вполне сопоставимо с КПД котла, работающего на жидком топливе.

Дизайн современных печей может быть самым разным, даже таким футуристичным

Всем, кто собирается обустраивать печное отопление дачного дома или любого другого строения важно знать и о самых значимых недостатках системы, к которым относят:

• Длительный разогрев печи. Достаточно много времени пройдет с момента розжига до того, пока конструкция начнет полноценно отдавать тепло.
• Существенные потери площади помещения. Устройство требует много места, так как чем больше его размеры, тем дольше оно будет отдавать тепла.
• Неравномерный обогрев помещения: около печи температура выше, около стен – намного ниже.
• Несоответствие санитарным требованиям: существенное загрязнение помещения, в котором расположена печь.
• Высокая пожароопасность.
• При неправильном уходе за оборудованием существует возможность отравления окисью углерода.

Печное отопление с теплоносителем

Очень удачной вариацией традиционного печного отопления считается система с водяным контуром. Она успешно сочетает в себе достоинства водяного и печного отопления, что позволяет ей равномерно и рационально распределять тепло по помещению. При этом такая система способна обогревать одновременно несколько комнат.

Устройство печи с водяным котлом

Печь, использующаяся в такой системе, работает по типу твердотопливного котла. Однако в отличие от него она нагревает не только теплоноситель, но и собственные стенки и дымовые каналы, которые так же участвуют в обогреве помещения. Таким образом печное отопление с водяным контуром обеспечивает передачу тепла к радиаторам только в процессе топки. Однако разогретая поверхность печи излучает тепло до полного остывания.

Схема работы печного отопления с водяным контуром — простая однотрубная система

Регистр: назначение и устройство

Основное конструктивное отличие печи для отопления с теплоносителем – наличие так называемого регистра или теплообменника или змеевика. Так называют деталь, установленную в топливнике, по которой циркулирует теплоноситель. Именно к ней подключается традиционная система водяного отопления.

Конструкция детали может быть самой разнообразной, главное, чтобы она обеспечивала максимальную из всех возможных температур находящегося в ней теплоносителя и не препятствовала постоянной и равномерной его циркуляции.

Форма регистра может быть различной и, скорее всего, его вам придется делать на заказ

Для изготовления регистра используется листовая сталь толщиной от 3 до 5 мм или металлические трубы. Большой популярностью пользуются теплообменники из листовой стали, которая достаточно проста в обработке. Кроме того такие изделия относительно легко очистить от продуктов сгорания. Основной недостаток – небольшая площадь нагрева, что их невыгодно отличает от регистров, выполненных из металлических труб. Чаще всего змеевики изготавливаются по заказу, под определенную модель и размеры печи. В некоторых случаях их даже можно сделать самостоятельно.

Проектирование и нюансы монтажа

Печное отопление – потенциально опасная система, поэтому особое внимание следует уделять ее проектированию и грамотному монтажу.

На что обратить внимание при составлении проекта?

Обычно схема печного отопления разрабатывается одновременно со строительным проектом, поскольку она тесно связана с планировкой помещений. Расположение печей должно по возможности осуществляться в районе внутренних стен. Доступ к топочной части не должен быть ничем затруднен и лучше всего, чтобы к нему можно было подойти из коридора.

Особое внимание должно быть уделено пожаробезопасности системы. Поскольку частой причиной возгорания является чрезмерный нагрев деревянных частей, между печью и деревянными перегородками обязательно оставляют воздушную прослойку или отступку. Так же поверхность сгораемой конструкции можно облицевать кирпичом или обустроить так называемые разделки – изоляционные конструкции из огнестойких материалов.

Подготовка к монтажу печи начинается с усиления и термоизоляции участка пола, на котором она будет установлена. При обустройстве печи весом более 750 кг для нее обязательно монтируется специальный фундамент. Нужно учитывать, что конструкция отличается от традиционного фундамента для дома, от которого его должен отделять зазор шириной 50 мм заполненный песком.

Модель печи выбирается с учетом размеров и конфигурации помещения, в котором она будет установлена. Варианты раскладки кирпича можно найти в специальных справочниках или в интернете. Часть системы, которая представляет собой водяное отопление, проектируется так же, как и любая традиционная водяная конструкция.

Особенности монтажа

Как показывает практика, печь для водяного отопления можно установить двумя способами:

• Спроектировать и сложить под конкретный регистр.
• Установить теплообменник в существующую печь.

Наиболее трудоемким и сложным считается второй вариант. Он предполагает демонтаж существующей конструкции, установку тщательно подобранного по размерам регистра и повторный монтаж сооружения. Процесс может осложняться необходимостью замены отслуживших свое элементов.

В любом случае толщина так называемой «водяной рубашки» не должна быть меньше 4 см, иначе вода может начать закипать. Особенно это правило актуально для систем с естественной циркуляцией, при установке насоса опасность закипания уменьшается.

Печное отопление с водяным контуром — удачная вариация традиционной отопительной системы

Построить загородный дом с печным отоплением достаточно просто. Правильно спроектированное и установленное оборудование гарантирует долгую и безупречную эксплуатацию. Особенно удачным считается печное отопление с теплоносителем, которое повсеместно вытесняет традиционное печное. Такое практичное, экономичное и эффективное решение позволит обеспечить тепло и комфорт в вашем жилище.

Особенности водяного отопления от печи своими руками

В последнее время все большую популярность приобретает индивидуальное жилье. Строительство индивидуальных домов ведется не только в отдаленных районах, но и в пределах города. Подключение дома или дачи к системе центрального отопления удается не всегда. Кроме того, многим кажется, что установить печное отопление с водяным контуром выгоднее с экономической точки зрения. Но так ли хороша печь с водяным отоплением, как это кажется на первый взгляд?

Комбинирование – удачное решение

Камин с контуром

Многие задаются вопросом, как объединить эти две совершенно разные системы. Вопрос совершенно не праздный.

• Многие задаются вопросом, как могут быть объединены отопительно варочная печь с теплообменником. Вопрос совершенно не праздный.
• Ведь обычная отопительно варочная печь на дровах не может обеспечить равномерного обогрева всех комнат дачи, особенно, если требуется организовать печное отопление двухэтажного дома.
• Приходится устанавливать как минимум несколько печей, что, согласитесь, с финансовой точки зрения довольно сложно сделать.
• Установив печное отопление с водяным контуром своими руками, можно исправить ситуацию.
• Устроив отопительно-варочную кирпичную печь с водяным контуром, можно убить сразу двух «зайцев» — готовить пищу и одновременно обогревать большую площадь, используя один объем топлива.
• Печь камин с водяным контуром, своими руками изготовленная, тоже, по мнению многих, способна значительно сэкономить на топливе при отоплении помещения.

Выгодно, удобно? Однозначно. Но это в теории, а как дело обстоит на практике, мы рассмотрим далее.

Есть спрос – есть предложение

Начнем с того, что в продаже уже существуют камины с установленным в них теплообменником, позволяющим осуществить в доме установку радиаторного отопления. Если же будет установлена отопительно варочная печь для водяного отопления, то данный агрегат позволит готовить пищу без увеличения расхода дров. Очень удачная инженерная мысль, но это только на первый взгляд.

Радиаторная система – неисправимые законы

Система отопления

Как известно, изначально радиаторная система отопления индивидуального дома рассчитана на гравитационный закон. Перепад выходного и входного трубопровода данной системы составляет значительную величину. Выходящий трубопровод располагается значительно выше входящего трубопровода. Из этого становится понятным, что чем больше разница в температуре теплоносителя в этих трубопроводах, тем лучше циркуляция внутри радиаторной системы, соответственно, лучше отопление. Недостаток наклона системы и небольшой перепад в трубопроводах в настоящее время с успехом компенсируют установкой специальных насосов, работающих от сети 220 В.

Высокий КПД с сюрпризом

Однако организуя печное отопление частного дома своими руками, владельцы нередко сталкиваются с массой хлопот и сюрпризов. Дело в том, что дровяная отопительно варочная печь с теплообменником будет прекрасно обогревать и помогать готовить в холодное время года. КПД у такой печи очень высок и доходит до 85 – 90%. Прогретый за одну протопку кирпич долгое время будет греть радиаторную систему, позволяя сохранять тепло в доме длительное время. А что случится летом? Такую печь и камин с теплообменником нельзя будет использовать даже для приготовления пищи. Почему? Потому что она будет нагревать радиаторную систему отопления, и в доме будет невозможно находиться из-за жары.

Простое и удачное решение

Скептики, конечно, скажут, что установка вентилей на радиаторной системе позволит перекрыть циркуляцию теплоносителя, обеспечив тем самым работу печи без нагрева системы. Все верно, циркуляции не будет. Но печь работает, контур внутри печи нагревается, что произойдет? Обратим свой взор в далекое прошлое, когда с помощью силы пара человечеству удалось двигать паровозы и корабли, сила пара просто потрясает. Остатки теплоносителя в контуре просто взорвутся, разнеся всю печь.

Что же тут можно сделать? А мы возьмем и оборудуем печь с водяным контуром клапаном давления, — скажут одни. Будем сливать теплоноситель на летнее время, — скажут другие. И все они окажутся неправы. Действительно, отсутствие теплоносителя в системе радиаторного отопления скажется на отсутствии тепла в радиаторах в летнее время при работе печи и не создаст угрозы взрыва. Но что произойдет с самим контуром, находящимся внутри печи?

• Сгорающие дровавырабатывают очень высокую температуру.
• Тепловая инерция кирпича очень высока, и металлический контур будет сильно нагреваться, что приведет к однозначному его прогоранию.

Представьте сами: осенью, залив теплоноситель, вы обнаруживаете течь внутри печи. Мало приятного, а для устранения такой поломки, как правило, придется сделать сложный ремонт с перекладкой печи, что само по себе является очень неприятным и затратным делом.

Циркуляция – желания и действительность

Контур кирпичной печи

Но и это еще не все. Предположим, что кирпичная печь с водяным отоплением, своими руками установленная в доме, имеет принудительную систему циркуляции. Другими словами, во входном трубопроводе установлен насос, обеспечивающий нормальную циркуляцию теплоносителя внутри радиаторной системы.

• Как правило, такие системы имеют трубопроводы сравнительно небольшого диаметра, да и сам контур тоже.
• Мы уже знаем, что температура от твердого топлива имеет очень большую мощность, а кирпичи прекрасно аккумулируют тепло.
• Чтобы в контуре печи теплоноситель не закипал, циркуляция должна быть очень хорошей.

Ну и прекрасно, скажут многие, хорошая циркуляция — залог хорошей работы радиаторной системы отопления. Повторимся, теория и практика — вещи разные, тем более практика российской действительности. Итак, зима, все нормально, печь топится, насос работает, циркуляция действует. Внезапно отключили свет, совсем не редкость, особенно, в районах, где располагаются дачи. Что произойдет?

Достаточно всего одной минуты, чтобы теплоноситель закипел в контуре печи. О последствиях мы уже говорили. Представьте сами, газовый котел можно успеть остановить простым перекрыванием крана, а как вы остановите за это время русскую печь, работающую на полном ходу? Даже простое случайное выдергивание из розетки штепселя насоса циркуляции приведет просто к катастрофическим последствиям.

Печь и котел

Конечно, кирпичная печь с водяным контуром выглядит довольно заманчивым и экономически выгодным вариантом, но это только на первый взгляд. С подорожанием энергоносителей в отдаленных районах дрова остаются самым выгодным вариантом отопления дома. Понятно стремление людей получить как можно больше комфорта за как можно меньшие деньги, но все же надо отделять зерна от плевел. В подобных вариантах лучше использовать специальный твердотопливный котел, предназначенный для работы с радиаторной системой отопления.

• Печь — это печь, котел — это котел, и два этих агрегата не должны пересекаться друг с другом.
• Дополнять — да, пересекаться – нет.

Иногда советуют для экономии использовать системы, способные аккумулировать тепло, вырабатываемое печью или котлом в пик своей мощности, своеобразные термоаккумуляторы.

Термоаккумуляторы — специальные емкости, способные сохранять избыточное тепло системы обогрева.

Выгоды термоаккумуляторов

Надо сразу отметить: данные системы довольно дороги и громоздки. К примеру, термоаккумулятор, способный сохранить до 80 кВт тепловой энергии, будет стоить около 1,5 тыс. долларов. Такую систему невозможно считать экономичной, поэтому ее редко применяют, организуя печное отопление частного дома или дачи.

Теплоаккумуляторы

Такая система должна иметь достаточный объем, чтобы аккумулировать излишки тепла, вырабатываемые печью, и в то же время система должна циркулировать без остановки. Одним словом, очень дорого и сложно. Эти затраты окажутся очень расточительными по сравнению с обычным котлом и печью по отдельности.

Но иногда умельцы предлагают другие варианты расположения водяного контура внутри печи. Водяной контур расположен не непосредственно в топке, а в системе дымоотводов. При этом система имеет заслонки наподобие тех, что устраиваются в отопительно-варочных печах. Другими словами, закрыв заслонку в летнее время, отсекается поступление тепла в зону расположения контура теплоносителя. Эффективно: перекрыл контур — и можно пользоваться печью.

Меньше КПД – заступаем на пост

Но если мы говорили, что печи с водяным контуром имеют КПД 85 – 90%, то в данном случае КПД значительно снизится.

• Ведь нагрев контура будет происходить не непосредственно в топке, где температура очень высока, а в удалении, где она намного ниже.
• Если контур выполнен из толстостенных труб, то КПД снизится еще.
• Если использовать тонкостенные трубы малого диаметра, чтобы теплоноситель прогревался интенсивнее, мы получим большую опасность при остановке циркуляции.

Конечно, сразу перекрыв заслонку поступающих газов на контур, мы предотвратим аварию, но вы ведь не собираетесь, как часовой, все время дежурить у печи и передавать свой пост домочадцам по принципу «пост сдал, пост принял». Здесь наилучшим вариантом послужит специальный твердотопливный котел.

Спутниковая система отопления

Зная упорство и настойчивость наших умельцев, мы не побоимся предположить, что найдутся те, кто, организуя печное отопление с водяным контуром своими руками, установит заслонку, работающую в автоматическом режиме. Такая заслонка, перекрывающая контур при отсутствии циркуляции, оборудуется системой аварийного питания, датчиками давления и температуры и при этом сверяет свою работу через спутник с подключением к интернету. Все возможно. Просто нужно понимать одну простую вещь: есть задумки людей, желающих сэкономить, а есть трезвый инженерный расчет, при котором прорабатываются все варианты, в которых может оказаться разработанная система, иногда, может быть, и футуристические, но, как показывает практика, вполне оправданные. Чтобы более наглядно продемонстрировать, что происходит, когда устанавливаются печи отопительные с водяным контуром своими руками без твердых расчетов и упоров на действительность, приведем один маленький пример из жизни.

Теория хорошо, практика лучше

Печь на дровах с водяным контуром своими руками была установлена в доме. В качестве теплоносителя хозяева использовали бытовой гликолевый теплоноситель. Применение такого теплоносителя вполне оправдано. Если радиаторная система подогревается периодически от печи, длительное отсутствие хозяев может привести к замерзанию воды в системе отопления.

Бытовые теплоносители на основе антифриза, этиленгликоля и пропиленгликоля предназначены для использования в бытовых отопительных системах.

Теплоносители – достоинства и недостатки

Еще одним преимуществом данного теплоносителя является то, что в нем присутствуют ингибиторы коррозии, пенообразования и накипеобразования. На первый взгляд, все правильно и замечательно. Недостатком таких теплоносителей является малая теплоемкость. Она на 20% меньше, чем у воды. Соответственно, чтобы добиться такого же эффекта, как от использования воды, пришлось на 20% увеличить площадь радиаторов отопления, что, в свою очередь, привело к увеличению объема теплоносителя. Еще одним отличием таких теплоносителей является большая вязкость по сравнению с водой. Поэтому циркуляция в системе намного хуже, чем при использовании воды. В данном случае вопрос был решен установкой более мощного циркуляционного насоса.

Маленькая проблема – большие последствия

• Итак, мы имеем печь с водяным контуром, в котором используется гликолевый наполнитель.
• Система заправлена большим объемом жидкости, которая при этом находится под давлением для обеспечения нормальной циркуляции.
• Хозяйка использовала на кухне кухонный комбайн, в котором произошло короткое замыкание.
• Ничего страшного, просто выбило УЗО (устройство защитного отключения), или, говоря простым языком, автомат.
• Хозяин включил автомат буквально в течение одной минуты.
• Электричество восстановилось, а то, что произошло далее, повергло жильцов в шок.

Раздался хлопок и из выходного трубопровода печи вырвался поток пара, в следующее мгновение все 160 литров теплоносителя оказались внутри помещения. А надо знать, что подобные теплоносители обладают специфическим запахом, от которого довольно трудно избавиться в течение длительного времени. Не будем рассказывать, какие проблемы возникли у жильцов и сколько средств они потратили, чтобы сделать отопление и внутреннюю отделку дома.

Конфликт систем и материалов

Почему так произошло? Надо знать, что по сравнению с водой теплоносители на основе антифризов и гликолей имеют больший коэффициент расширения при нагревании. К тому же перегретый теплоноситель на основе данных веществ меняет свои химические свойства, что может приводить к закупорке системы отопления.

Разрыв трубопровода

В нашем случае хватило всего минуты, чтобы давление в системе отопления из-за перегрева в контуре печи, возникшее после остановки циркуляционного насоса, повысилось настолько, что разорвало выходной трубопровод. Если бы разрыв произошел внутри печи, финансовые затраты возросли бы намного больше, а отопительная система была бы полностью выведена из строя. Вариант, при котором возле разрыва трубопровода мог оказаться один из членов семьи, мы вообще не рассматриваем, чтобы не шокировать читателя.

Комбинирование не всегда выгодно

После всего вышесказанного многие поймут, что кирпичная печь с водяным контуром — это, скорее, некий эксперимент, последствия которого с первого раза невозможно предугадать.

• Ведь помимо основных законов теплотехники на свете существуют законы термодинамики, физические свойства материалов и многое другое.
• Без учета всех этих факторов невозможно сделать надежную систему отопления дома или дачи, отличающуюся, прежде всего, безопасностью при ее эксплуатации.
• Задумывая отопительные печи с водяным контуром, подумайте, во что это может вам обойтись в итоге.
• Скорее всего, окажется, что использование специального котла с теплообменником намного выгоднее и безопаснее, чем устройство сомнительных конструкций, а печь на дровах пусть остается старой доброй печью.

Конечно, дровяные печи с водяным отоплением имеют право на существование, но только если они изготовлены конкретно для одной цели – работы с водяным отоплением и никак не комбинированно. Удачи и тепла вашему дому!

Источник https://aqua-rmnt.com/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/pechnoe-otoplenie-chastnogo-doma.html

Источник https://sdelaikamin.ru/pech-dlya-doma/vodyanoe-otoplenie-ot-pechi-svoimi-rukami-137

Источник

Источник