Дровяные печи: обзор самодельных и заводских вариантов, теория, правила топки

Дровяные печи: обзор самодельных и заводских вариантов, теория, правила топки

102,257 просмотров, 0 дискуссий

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик*

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Печь на дровах остается одним из самых востребованных отопительных приборов благодаря доступности топлива в удаленных регионах со слаборазвитой инфраструктурой и недостаточным обеспечением высокоемкими энергоносителями. Попросту говоря, дровишки какие-то, в отличие от газа и угля, найдутся везде, где хоть что-то растет. И электричества для печки на них не нужно. Это характерно не только для России; бытовые печи на твердом топливе находят хороший сбыт в Канаде, Скандинавии, Бразилии, Чили, Аргентине, не говоря уже о слаборазвитых странах.

Дрова, как вид топлива, обладают некоторыми, прямо скажем, не весьма приятными для конструктора печей, свойствами, заставляющими делать печку и ее дымоход особенно надежными и стойкими. Поэтому практически любая дровяная печь общебытового назначения без каких-либо доработок топится любыми видами угля, альтернативным твердым топливом (солома и брикеты из нее, щепа, сухостой мощных сорняков – курай, сухой помет жвачных животных – аргал) и с минимальными затратами газифицируется, сохраняя при этом возможность возврата к изначальному топливу. Поэтому она привлекательна жителям глухих углов с перспективой развития, а в местах цивилизованных – для адептов борьбы за выживание.

Печи на дровах прошли долгий путь эволюции и впитали в свою конструкцию последние достижения теплотехники и дизайна. Генеральное направление их развития – увеличение времени теплоотдачи с одной загрузки топлива, упрощение эксплуатационных процедур и согласование внешнего вида с современными требованиями к эстетике жилища. Печь на дровах длительного горения наших дней не только весьма эффективна и экономична, по крайней мере, для такого «вялого» топлива, но и прекрасно вписывается в самый изысканный интерьер (см. рис.), добавляя ему обаяния и благотворного психологического эффекта от созерцания пляшущих языков огня.

Современные дровяные печи

Несколько особняком в дровопечной когорте стоят банные печи. Спрос на них развивается быстро; насколько полезно для здоровья в баньке попариться, объяснять не нужно. Сверхвысокой эффективности и особой красоты от банных печей не требуется, но они должны быстро, правильно прогревать парную и давать легкий пар. Успехи печной науки коснулись, разумеется, и этого сегмента, так что современная дровяная печь для бани и по устройству, и по потребительским свойствам, и по внешнему виду совсем не то, что считалось нормой всего 10 лет тому назад. Далее банные печи на твердом топливе будут рассмотрены как особый вид теплотехнических устройств.

Настоящая статья представляет собой прежде всего как сравнительный обзор готовых покупных моделей; из самоделок будут рассмотрены доступные для повторения мастерами-любителями средней квалификации и хорошо зарекомендовавшие себя на практике. Однако материал адресован не только и не столько потенциальным покупателям, желающим приобрести печь со знанием дела, а не поводу у рекламных прокламаций. Мы надеемся, что все нижеизложенное будет полезно и людям, намеренным сделать печь своими руками. Очень многие из фирменных моделей вполне повторяемы своими силами, в спецификациях на них даются схемы устройства с описаниями принципа действия. Владея некоторыми начальными знаниями, можно будет увереннее выбрать прототип для повторения и тем самым сэкономить заметную сумму.

О чем будем?

Далее рассматриваются преимущественно металлические дровяные печи, предназначенные для:

• Отопления жилого дома или дачи и приготовления пищи.
• Обогрева подсобных, хозяйственных и спецпомещений, особенно – гаража.
• Банные печи.

Значительная часть материала касается и топлива – дров. Как их правильно заготавливать, хранить, использовать. Затронем и другие существенные вопросы эксплуатации дровяных печей. Дрова – не газ, пользоваться ими нужно уметь. Тем, кто испокон дровами топит, все тонкости этого процесса известны, но, к примеру, горожан, желающих завести баньку на даче, сведения такого рода могут избавить от множества хлопот и проблем.

О чем не будем

В настоящей статье не рассматриваются, во-первых, водогрейные котлы на твердом топливе. О них написано уже достаточно, а по теплотехнике и конструкции они совсем не печи. Для установки требуется отдельное помещение, так что и внешний вид у них сугубо утилитарный.

Во-вторых, печи исключительно угольные. Дровяную печь, как сказано выше, углем топить можно, и хуже не будет. Но обратное несправедливо: конструктивно в большинство угольных печей дрова просто невозможно загрузить, а если и умудриться запихать, то режим топки получится если не аварийный, то уж во всяком случае о каком-то соответствии техпараметров заявленным говорить не придется. Угольно-брикетные печи – отдельный вид приборов, требующий особого разговора.

В-третьих, пиролизные устройства: котлы, газогенераторные печи-калориферы на дровах; попросту – дровяные теплопушки и т.п. Это также отдельный класс теплотехнических устройств, достаточно освещенный в других источниках. Конструктивно и теплотехнически они похожи на печь не более, чем дорожный скрепер не маршрутку. В быту применяются мало вследствие сложности, дороговизны, энергозависимости и ограниченного ресурса.

В-четвертых, пеллетные печи и котлы. Здесь причина другая: эти агрегаты еще не доведены до нужной степени технического совершенства. При сжигании пеллет (прессованных твердых отходов сельхозпроизводства) в обычной топке их зольность оказывается недопустимо высока, до 70%. А специальные пеллетные горелки пока еще недостаточно надежны и долговечны.

Наконец, обойдем стороной специальные кулинарно-технологические печи, наподобие тандыра, барбекю/мангала, печи для пиццы и т.п. Хотя они чаще всего исключительно дровяные, но это уже печи специальные, и материалов о них имеется достаточно.

О чем по мере надобности

Кирпичные

Кирпичные печи также обстоятельно описаны во множестве источников. Кроме того, конструктивно и по теплотехнике эти строения заслуживают выделения в особый вид. Поэтому обойдемся краткими сведениями.

Для бани кирпичная печь подходит неважно, слишком долго прогревается и сильно насыщается влагой. Для дачи, используемой с весны до осени, лучше подойдет голландская печь. Отопительная голландка 2х2 кирпича (540х540 мм в плане) обойдется при самостоятельной постройке менее чем в 5000 руб., а 3,5х3,5 кирпича с варочной поверхностью – примерно в 9000 руб; та и другая – не считая фундамента с дымоходом. Для летней кухни дешевле и проще выйдет плита-груба из 200-300 кирпичей: материалов на нее уйдет менее чем на 4000 руб; фундамент с дымоходом не нужны. Точнее, дымоход-то нужен, но не кирпичный, а из трубы без проводки сквозь кровельный пирог.

Для отопления небольшого дома (скажем, сборно-щитового) желательно уже строить печь-шведку. Она сможет обогревать, кроме кухни, еще 2 комнаты, и ее кулинарный функционал шире: есть духовка. Пища готовится достаточно быстро, т.к. шведская печь изначально рассчитана на отбор тепла для варочной посуды. Кроме того, в шведку без ухудшения ее качеств можно встроить водогрейку с накопительным баком для хознужд и душа (но не для водяного отопления!)

В капитальном доме, где газификация в обозримом будущем не светит, самое экономичное печное отопление обеспечат двухколпаковые печи Кузнецова; их имеется много конструкций, рассчитанных на самые разные условия эксплуатации. Если дом строится под печку и в будущем предполагается газификация, можно рекомендовать отопительно-варочные печи Ю. В. Соснина (АКХ-14 и др.), они изначально рассчитаны и на дрова, и на газ. Кузнецовки тоже вполне газифицируемы, но выдержит ли конкретная печь тепловое напряжение от горелки требуемой мощности, нужно каждый раз считать индивидуально. И те, и другие печи достаточно дороги: все строение обойдется вряд ли дешевле 100 000 руб. Самостоятельно строить их не рекомендуется, печи сложные и требовательные к точности соблюдения технологии постройки.

Примечание: русская печь – замечательное достижение теплотехники в те времена, когда и науки такой не было. Но она сложна, тяжела, громоздка и в современное жилище, к сожалению, годится разве что как предмет роскоши.

Опилки и самоделки

Печники-любители более всего интересуются печами на бросовом топливе. Из древесного это опилки, щепа, стружка, солома, горючие бытовые отходы. С некоторой натяжкой их тоже можно считать дровами.

Самодельные опилочные печи известны нескольких видов, но в эксплуатации себя оправдало только творение колымчанина Афанасия Бубякина – печь бубафоня. Ее несложно изготовить самостоятельно из подручных материалов, от газового баллона до негодной бочки, а эксплуатационные показатели довольно высоки. Бубафонями отапливают в основном гаражи и хозпостройки; для обогрева жилых помещений эта печь не годится. Описана бубафоня в рунете весьма подробно, в самом разнообразном исполнении.

Горение в бубафоне – длительное поверхностное, см. далее, теплоотдача – до 12 час. На том же принципе работают еще несколько твердотопливных печей, но они не лучше бубафони, а некоторые в эксплуатации просто опасны. Во всяком случае, опыт использования более 5 лет имеет только печь Бубякина.

Примечание: промышленных образцов печей на опилках нет. Нерегулярно мелкими партиями выпускается «Слобожанка», но конструкция ее такова, что по правилам безопасности большинства развитых стран, в т.ч. России, пользоваться «Слобожанкой» нельзя.

Устройство печи-буржуйки Логинова

Вторая типичная самодельная печь на дровах – буржуйка и ее разновидности, которых много, и которые тоже подробно описаны. Буржуйка совсем не обязательно прожорлива, если правильно сделать ее дымоход и снабдить экраном. Может работать в экономичном режиме длительного горения, как, напр., печь-буржуйка В. Логинова, см. рис., терпит установку водогрейного бака. По конструкции проста и легко повторяема, быстро разогревается. Именно на основе буржуйки со всеми возможными усовершенствованиями созданы современные печи-камины на дровах, см. далее.

Еще для любителей представляют интерес разного рода походные мини-печи –щепочницы, напр. «печка Бонда» из консервных банок. Щепки, в конце концов, тоже дрова, только мелкие. А из печей на щепе и мелковеточном топливе заслуживает особого внимания печь-ракета; ее принцип действия ничего общего с реактивной тягой не имеет, а названа она так по характеру звуков, издаваемых при слишком интенсивной топке.

Печь-ракета выступает в 2-х ипостасях. Во-первых, как компактная, легкая, простая, дешевая и экономичная варочная печь. Эта ее разновидность выпускается в промышленных масштабах и пользуется немалым спросом в слаборазвитых жарких странах. Сделать подобную самостоятельно не сложнее, чем буржуйку.

Во-вторых, существуют еще стационарные ракетные печи. Они исключительно отопительные и для серийного производства абсолютно непригодны. Но есть у стационарных «ракет» замечательное свойство: они дают лежанку, не уступающую таковой русской печи. Причем не требуется устройство фундамента, сложного дымохода, а сама конструкция не требует дорогих специальных материалов и вполне повторяема аккуратным дилетантом.

О водяных печах

Понятие водяная печь в рунете муссируется довольно активно. Но что же это такое? Вода-то не горит.

Вообще говоря, водяная печь и водяная горелка работают на жидком очень тяжелом топливе, как разогретый битум или нефтешлам. Вода по каплям подается в форсунку, там как бы взрывается, разбрызгивая топливо, чем и обеспечивается его достаточно эффективное сгорание.

Любители же под «водяной печью» понимают кирпичную отопительную печь, в которую наглухо замурован трубчатый водогрейный котел, см. рис.

Котел и устройство “водяной” печи

Цель – использовать остаточное тепло строения печи после протопки для водяного отопления, но решение такое, прямо скажем, не из лучших:

1. Из-за разности коэффициентов температурного расширения (ТКР) кирпича с кладочным раствором и металла механические напряжения в строении печи высоки, на грани допустимого, а то и за ней.
2. Непременное условие полного сгорания древесного топлива (см. ниже) – высокая температура в топке, а как ее добиться, при условии большого отбора тепла на подогрев воды? Т.е., высокой эффективности такой печи ждать не приходится.
3. Металл при сильном нагреве продержится меньше, чем кирпич, а как тогда ремонтировать? Печь ломать и снова строить, зная, что лет через 5 максимум опять ломать придется?
4. Никакой водогрейный котел не пригоден к эксплуатации без автоматики, предотвращающей закипание. Куда и как ее встроить в эту печь? И что она сможет сделать? Горящие дрова водой залить или из топки выбросить? Все равно вскипит, основное-то тепло уже накопилось в теле печи.

Кое-что из теории

Прежде чем переходить к обзору промышленных конструкций, обзаведемся небольшим количеством основных сведений, безо всяких формул и сложностей. Схема в спецификации – это хорошо, но, чтобы в ней разобраться, нужно понимать, что там происходит. И ориентироваться только на заявленные значения параметров тоже не вполне корректно: печь и дом с точки зрения теплотехники неразрывно связаны, а самый добросовестный и благожелательный производитель не может точно знать, какой дом у вас. Т.е., нужно также понимать смысл характеризующих печь величин и выбрать ту, пользование которой обойдется дешевле не в ущерб хозяйским требованиям. По аналогии: если вы живете в селе далеко от трассы, то стоит ли вам покупать сверхэкономичную городскую малолитражку?

Как горят дрова?

Сначала нужно разобраться, как происходит горение дров в печи. Сделаем это, пользуясь живыми иллюстрациями, см. рис.

Горение дров в печи

На левой поз. видно, что процесс это состоит как минимум из 4-х стадий; вообще же специалисты насчитывают их до 9 и более. Итак, считая сверху вниз:

• Выделяются, вспыхивают и тут же сгорают легкие летучие компоненты древесины, т. наз. первый жар. В кирпичных печах он поглощается их строением (телом печи), а вот в металлических на обычном горении вылетает в трубу, ничего не успев нагреть;
• Часть тепла первого жара идет на газификацию (пиролиз) древесины: целлюлоза и лигнин разлагаются на насыщенные углеводороды (в основном метан), моноокись углерода СО (угарный газ) и, в небольшом, но очень вредном количестве, на химически активные остатки (радикалы) органических кислот. При наличии доступа т. наз. вторичного воздуха летучие догорают, выделяя основную часть тепла топлива, но для полного сгорания продуктов газификации необходимо время и, соответственно, пространство – газы не могут остаться на месте, они вытесняются поступающим воздухом, без которого горение прекратится;
• Остается аморфный углерод – карбон – в виде тлеющих угольев. Тепла он выделяет довольно много, но расходуется оно в основном на газификацию вышележащих слоев и выделяется медленно;
• В самом конце дрова прогорают до золы – негорючих минеральных составляющих древесины. Зольность хорошего древесного топлива колеблется в пределах 3-7% от первоначальной его массы. Приемлемым считается топливо с зольностью до 12%

Характер горения

В современных дровяных печах используется преимущественно нижнее подовое горение, в середине на рис. выше. Колосниковая решетка чаще всего есть, но фактически это уже не колосник, а зольный фильтр, т.к. под ним не воздушный ход поддувала, а выдвижной зольный ящик. Воздух в зону горения подается дозировано через отдельный регулируемый дроссель.

Подовое горение медленнее и, как говорят, чище колосникового, т.к. больше древесины разлагается на летучие, а карбона образуется ровно столько, чтобы его тепла хватило на газификацию. С точки зрения экономичности печи важно, чтобы углерод древесины входил в состав легко сгорающей органики, а не оседал тлеющей аморфной массой.

Для полного сгорания отходящих газов, кроме вторичного воздуха, необходима и отдельная камера с теплоизоляцией, т.к. дожигание летучих требует достаточно высокой температуры. В русской печи догорание газов происходит под кирпичным сводом; в пиролизных устройствах – в конструктивно отделенной камере дожигания. В современных печах дожигатель совмещают с топкой, разделив ее системой перегородок, что позволяет обойтись без наддува/дымососа и управляющей автоматики.

В печах длительного горения типа бубафони горение поверхностное (справа на рис.); при этом выделение первого жара, газификация и догорание карбона происходят одновременно в тонком поверхностном слое топлива, которое по мере сгорания постепенно оседает. Догорание пиролизных газов происходит под крышкой печи над топливной массой.

Поверхностное горение позволяет удлинить время теплоотдачи примерно вдвое, но, во-первых, по степени безопасности неприемлемо для жилых помещений: под сводом топки постоянно находится большой объем ядовитых газов. Во-вторых, требуются регулярные, довольно трудоемкие и грязные операции по чистке печи. В-третьих, останов печи и догрузка топлива крайне затруднены или вовсе невозможны до тех пор, пока ранее загруженное не сгорит полностью. Поэтому поверхностное горение используется в основном в котлах специальной конструкции, устанавливаемых в отдельных котельных.

КПД и ТЭ

Если исходить из классической термодинамики, то КПД печи вообще не существует, т.к. механической работы она не производит. Качество печи определяется ее теплоэффективностью (ТЭ), т.е. отношением отданного за цикл топки в помещение тепла к его количеству в загрузке топлива. Именно теплоэффективность мы и будем считать КПД хотя бы потому, что так пишут во многих фирменных спецификациях.

КПД печи на дровах современного типа (см. далее) при испытаниях в теплоизмерительной камере достигает 85%, но параметр это можно принимать только как оценочный, для сравнения разных моделей. Во-первых, по мере топки и остывания печи меняются теплопотери здания при тех же внешних условиях, что для определения КПД требует сложных расчетов. Во-вторых, связь с домом. Что толку от печи, если тепло сразу улетучится? А хорошая печь, по идее, должна создавать теплый остров и на открытом пространстве. В-третьих, как быть с долей тепла, ушедшей на подогрев воды? Ведь она может и не быть использована. Есть еще уйма других нюансов, поэтому печники-практики, которым нужно просто поставить печку, чтобы заказчик остался доволен, понятиями КПД и ТЭ предпочитают не пользоваться.

А как нам выбрать подходящую печь, не обладая их опытом и навыками? Воспользуемся той же автомобильной аналогией. Никто ведь не указывает с спецификации на машину, каков стендовый КПД ее движка. Кому он вообще нужен, кроме конструкторов и теоретиков? Ездока интересует, сколько там бензина или соляры сожрет его «точило» там, где он больше всего ездит. Деньги-то на заправке отдают не за умствования, а за конкретную горючку. Вот и мы попробуем применить такой подход к печам.

Считаем эффективность

Первое, по известным теплопотерям дома или грубо навскидку (см. ниже) определяем требуемую тепловую мощность печи и предварительно отбираем модели с подходящим функционалом (водогрейка, духовка, топка-камин и т.п.). Далее по объему топки в литрах (дается в спецификациях) и удельному весу доступных дров (данных в рунете достаточно) определяем вес загрузки топлива. Коэффициент плотности укладки берем 0,8, считая, что терпения дочитать до конца у нас хватит и дрова мы подготовим и уложим правильно.

2-й шаг – по теплотворной способности нашего топлива (данные – также из сети или спецификаций продавца) и весу загрузки определяем его запас в загрузке топлива и умножаем на заявленный КПД печи в долях, не в процентах. Делим полученную величину на теплопотери и получаем в результате требуемое от данной печи время теплоотдачи с одной протопки. Если заявленное производителем меньше требуемого, эта печь нам не подходит, не справится с теплопотерями. По аналогии: на Форде-КА по бездорожью не проедешь, хоть цистерну бензина изведи и движок совсем сожги.

Следующий шаг – для отобранных по времени теплоотдачи моделей определяем количество топок в сутки (что толку брать печь, которую 2 раза за ночь топить нужно?), суточный расход топлива, а по нему – расход за сезон. Зная цену на дрова у себя, сравниваем затраты на отопление для разных моделей и выбираем самую экономичную. Учтите, ее КПД совсем не обязательно будет наивысшим.

Примечание: затраты нужно считать именно по долговременному расходу топлива. Опять же, аналогия – если два подходящих автомобиля с расходом топлива в 6,5 и 6,8 л/100 км. Полтора стакана бензина за одну поездку это всего ничего, но за год? Если на деньги перевести?

Мощность, площадь и потолок

Обычно считают, что на отопление дома дровами требуется 1 кВт мощности печи на каждые 10 кв. м отапливаемой площади. В целом это верно: дрова, как сказано выше, отдают тепло одновременно и быстро, и средне, и медленно, поэтому есть все возможности с толком его распределить.

Однако величину 1 кВт/10 кв. м нужно принимать с некоторыми оговорками. Первое – она дается для одной комнаты. Уже для печи в простенке нужно учитывать разность величин теплоотдачи от разных ее сторон, т.к. нагреты они существенно неравномерно.

Второе – указанная мощность определена при высоте потолка 2,5 м и ее нужно сразу же перевести на объем, т.е. 1 кВт/25 куб. м. Зачем? Потому, что с увеличением высоты потолка возрастает доля потерь тепла через стены, т.к. влияние теплового демпфера в виде чердака уменьшается. Та же печь при высоте потолка 3,5 м обогреет уже не 25, а 17,8 куб. м. В пересчете на площадь – 5 кв. м, т.е. вдвое меньше. Для промежуточных значений высоты потолка величины отапливаемой площади определяются как линейно-пропорциональные.

Примечание: учтите, что все значения отапливаемой площади в фирменных спецификациях даны для потолков в 2,5 м. Для другой – пересчитывать нужно.

Обзор дровяных печей

Домашние

Сегодняшняя отопительная дровяная печь совсем не та, что всего несколько лет тому назад. Кирпичные усовершенствованы, но остались, в общем, как есть. А вот металлические домовые совершенно преобразились, и не только внешне. В дом теперь ставят печи-камины. Начались они как декоративные – прозрачное термостойкое стекло топки позволяло любоваться пламенем – затем добавилась топка в виде отдельной готовой конструкции, потом – воздушный конвектор, и завершил эту плавную революцию переход на длительное горение.

Схема печи-камина длительного горения

Схема современной домовой отопительно-варочной печи показана на рис. Ее сердце – топка с регулировкой подачи воздуха. В низших моделях линеек регулируется только первичка, в тех, что подороже (как сейчас принято говорить, продвинутых) еще и вторичный воздух. Подачей первички устанавливают мощность печи, а вторичкой ее можно точно настроить на свойства топлива в данной конкретной загрузке.

Примечание: подачу первичного воздуха возможно снабдить энергонезависимой термомеханической автоматикой.

Топка изнутри офутерована жаростойким теплоемким материалом, он впитывает первый жар. Дожигатель с его воздушным диффузором образованы системой перегородок из жаростойкой стали с низкой теплопроводностью (на рис. условно не показаны, т.к. у каждого серьезного производителя своя система). Таким образом используется все доступное тепло.

Следующий момент – передача тепла в помещение, т.е. обогрев. Воздушный конвектор работает в спарке со стеклом топки. Через стекло печка греет тепловым излучением, а потоки нагретого воздуха равномерно разгоняют тепло по комнате. Доли лучевого и конвективного обогрева тщательно просчитываются при проектировании печи, чтобы обеспечить и комфортные условия пользователям, и КПД повыше. Часть конвективного воздуха направляется в топливник для просушки и некоторого подогрева дров следующей загрузки.

Примечание: важнейшее достоинство печей-каминов – не нужен фундамент и строительные работы при установке.

Рейтинг

На сегодняшний день на рынке РФ представлено более 130 моделей дровяных печей-каминов для дома и дачи от 35 производителей. Но что любопытно, источников с печными рейтингами в рунете больше, чем самих печей продается. Как тут быть? Не покупать же каждую и не гонять годами?

Поступим следующим образом. Во-первых, будем смотреть по динамике продаж: не которых больше уже куплено, а на которые спрос растет. Во-вторых, в расчет будем принимать только обоснованные отзывы пользователей. Т.е., человек должен объяснить, почему именно он купил или собирается купить эту печь и, если уже пользуется, насколько оправдан оказался его выбор. В результате выстраивается следующий ряд производитель/модель, см. рис.

Лучшие дровяные отопительно-варочные печи в России

1 – Экокамин Бавария. Несмотря на название, изделие российское. Берут ради духовки и старинного подового, без газификации и дожигателя, сжигания топлива. Это дает меньший осадок кислотного конденсата в дымоходе (см. далее), что позволяет существенно сэкономить на его устройстве. Кроме того – высокую надежность, быстрый прогрев, простой уход и возможность топки недосушенными дровами прямо из поленницы. Тем не менее – КПД 80%, а цена за 9 кВт мощности очень даже божеская – под 28 000 руб.

2 – Термофор Золушка. Самое то для дачи: 4 кВт, массогабариты позволяют носить под мышкой и возить в багажнике. Всеядна, для дымохода хватит любой трубы от 1,7 м высотой. Цена сильно зависит от региона – 4400-7000 руб.

3 – Теплодар Танго Трио. Теплотехника – на твердое 4. Берут за долгую, 8 час, теплоотдачу, малые габариты и эстетику – пламя видно отвсюду. 8 кВт, ок. 24 000 руб.

4 – Мета Нева угловая. КПД «четверочный», 75%. Берут более на благоустроенные дачи, т.к. 6 кВт мощности для жилого дома маловато. Ценят за дизайн, компактность, объемистую для такой мощности топку (45 л), а, главное, за неожиданно низкую для угловых печей цену – 18 000 руб.

Обвязка отопительного контура печи Ангара

5 – Мета Ангара. Это печь для дома: она с водяным контуром; мощность – 13 кВт. Система отопления рассчитана на воду и антифриз. Летом допустима кратковременная эпизодическая топка в кулинарных целях с незаполненной системой; гарантия при этом, правда, сгорает. Обвязка СО простая, помещается в небольшом ящике рядом с печкой, см. рис. справа. Тяжела, зато конструкция дубовейшая: 5 мм сталь. КПД 78%, объем топки 50 л, что на хороших дровах обеспечит теплоотдачу до 10 час. Цена для такого агрегата весьма приемлема – 21 000 руб.

6 – Профессор Бутаков Инженер. Берут для конвективного обогрева производственных помещений до 1000 куб. м. Мощность – 40 кВт, 400-л топка, теплоотдача 14 час. Не нуждается в постаменте от пыли (см. далее, о буллерах), т.к. воздухозаборники конвектора приподняты конструктивно. Предусмотрена возможность подключения воздуховодов для обогрева смежных помещений. Для своего класса недорога, 35 000 руб.

7 – Теплодар ОВ-120. Теплотехника на 4, и базовая комплектация без деталей дымохода. Но берут хорошо для небольших домов: обогреваемая площадь до 120 кв. м, пища готовится быстро, а цена не кусачая, 20 000 руб.

8 – Мета Енисей. Теплотехника отличная, КПД 80%, 11 кВт. Пламя видно со всех сторон, можно топить бурым углем. Цена «четверочная», 25 000 руб. Хвалят за надежность, компактность и возможность подключения дымохода сзади или сверху. Отказываются из-за не очень-то удобной варочной поверхности и теплоотдачи на дровах менее 6 час. Цена – 24 000 руб.

9 – Nordica Romantica 3,5/4,5 DX (Италия). Для уже европейской цены под 40 000 руб. показатели, по нашим меркам, на 3+: 6,5 кВт, КПД 65%. Берут более для благоустроенных дач за дизайн и богатый кулинарный функционал: объемистая духовка, большая варочная поверхность, есть ящики для посуды (которой печь может комплектоваться), пища готовится так же быстро, как на газе.

10 – Kabourek относительно мало известной у нас чешской фирмы ABX. Цена за 5 кВт и 93 кг весу при КПД 70% тоже не наша, 30 000 руб. Берут более-менее зажиточные семьи на летние дачи: Кабурек хорошо и быстро греет варочную посуду, но вот микроклимат в летней кухне остается способствующим выживанию. Плюс, место под столом не пропадает, а дымоход годится из 2,5 м колена водосточной трубы из оцинковки, т.к. его диаметр 120 мм.

О чугунных печах

Чугунная печь при прочих равных условиях будет дороже, но лучше стальной: чугун химически стоек, а соотношение его теплоемкости к теплопроводности обеспечит более долгую теплоотдачу. На рынке чугунных печей-каминов доминируют итальянские и французские производители (описанная выше Romantica – чугунная эмалированная), но российские Мета и Гефест ни в чем им не уступают, см. рис. справа, причем их теплотехника по-русски традиционно высокая; есть модели, не имеющие аналогов в мире. А цены – наоборот, от 25 000-30 000 руб. Сколько стоит Edil Kamin или Supra того же класса, посмотрите-ка лучше сами по прайсам, а то написать – не поверите. Итальянцев или французов можно найти и за 18 000 руб., но крохотных, игрушечных.

Печь с водяным контуром для отопления дома

Во многих частных домах приоритетным остается отопление дровами и печи. У кого-то печь металлическая, у кого-то кирпичная, но объединяет их одно — не самый удобны это вид обогрева. Слишком много внимания и мало комфорта. Выход — печное отопление с водяным контуром.

Печное отопление с водяным контуром — возможность объединить традиции и комфорт

Для начала давайте разберемся в терминологии. Когда говорят «печь», чаще всего имеют в виду отопительный прибор, сложенный из кирпича, который топится дровами. Но часто так называют и металлическую печь на дровах или на угле. Принципы работы у кирпичных и металлических агрегатов одинаковый, меняется способ передачи тепла. У металлических больше конвективная составляющая (большая часть тепла переносится воздухом), у кирпичных преобладает тепловое излучение — от стенок печи и нагретых стен дома. В нашей статье речь в основном о кирпичных печах, но большую часть информации можно применить и к металлическим дровяным (угольным) агрегатам. Печное отопление с водяным контуром может быть сделано на основе печей любого вида.

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

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

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

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

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

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

Водяное печное отопление

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

Печное отопление с водяным контуром: пример системы с таплоаккумулятором (бойлером)

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

Типы систем

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

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

Простейшая схема систем с естественной циркуляцией

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

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

Схема печного отопления с водяным контуром и циркуляционным насосом

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

Аккумулятор тепла

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

Печное отопление с водяным контуром и аккумулятором тепла

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

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

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

Регистр для печи

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

Один из примеров водяного контура для печи

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

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

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

Строительство печи вокруг теплообменника

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

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

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

Можно ли установить регистр для отопления в существующую печь

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

Оптимальный вариант — сделать водяную рубашку под форме печи (этот — для металлической с конфорками)

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

Источник https://clubpechnikov.ru/pechi-na-drovax/

Источник https://stroychik.ru/otoplenie/pechnoe-otoplenie-s-vodyanym-konturom

Источник

Источник