Отопление домов печами с водяным контуром

Содержание

Отопление домов печами с водяным контуром

Твердотопливное отопление не собирается сдавать свои позиции – газ есть далеко не везде, а прожить без тепла невозможно. Дрова являются самым дешевым видом топлива, а иногда и вовсе бесплатным. Поэтому наши соотечественники активно используют для обогрева помещений различные дровяные агрегаты. Типичный тому пример – это печь с водяным контуром для отопления дома, представляющая собой симбиоз традиционной печи со встроенным теплообменником. Давайте посмотрим, что представляет собой данное оборудование и каковы его особенности.

Конструкция и особенности печей с водяным контуром

Печи для дома с водяным отоплением – это простые отопительные агрегаты, созданные для обогрева частных домовладений и дач. Они отличаются наличием теплообменника, к которому подключается отопительная система, распределяющая тепло по комнатам. В основном помещении, где установлен агрегат, обогрев ведется за счет собственного тепла – батареи в большинстве случаев здесь не ставятся.

Традиционные печи, лишенные водяного контура, прекрасно справляются со своими обязанностями в однокомнатных домах. Излучаемое ими тепло хорошо прогревает жилые комнаты, даря потребителям вожделенное тепло. Но если стоит задача обогреть многокомнатную постройку, то возникает проблема – воздух является не самым удачным проводником тепла. Поэтому в других комнатах будет прохладно – не гонять же нагретый воздух вентиляторами.

Пока не появились первые печи с водяным контуром для отопления частного дома, проблема решалась двумя способами:

Принцип работы

Принцип работы подобной системы сможет понять даже далекий от темы человек, а вот правильно смонтировать такое — только опытный профессионал.

  • Постройкой печи, стенки которой выходят сразу в несколько обогреваемых помещений. Классический пример обогрева четырехкомнатного дома – печка в центральной части. Тем самым достигается прогрев всех помещений;
  • C помощью воздуховодов – в конструкции домовладений создавались воздушные каналы, по которым теплый воздух проникал в другие комнаты.

Оба способа не лишены определенных недостатков. Например, дровяные печи, выходящие сразу в несколько комнат, должны быть заложены еще на этапе постройки домовладения. Что касается воздуховодов, то они быстро засоряются пылью, паутиной и прочим непонятно откуда берущимся мусором – все это потом оказывается в воздухе и в наших легких.

Печь на дровах, оснащенная водяным контуром, помогает решить данную проблему. Она состоит из следующих частей:

  • Камера сгорания – здесь происходит сгорание древесного топлива с образованием большого количества тепла;
  • Дверки зольника и камеры сгорания – через них осуществляется загрузка топлива и удаление образовавшейся золы;
  • Дымоход – через него удаляются газообразные продукты сгорания;
  • Теплообменник – это ключевая часть водяного контура.

Теплообменник в большинстве случаев выполнен по жаротрубной схеме, которая хорошо работает с живым пламенем от дров.

К печи для водяного отопления дома подключается отопительная система, состоящая из труб и радиаторов. Очень часто система выполняется по замкнутой схеме, что позволяет защитить ее от воздействия коррозии. Для улучшения циркуляции теплоносителя по помещениям задействуются циркуляционные насосы.

Материалы изготовления

Печь с водяным контуром

Из-за высокой температуры в топке сварочные швы делают сдвоенными.

Печи с водяным контуром для отопления частного дома изготавливаются из двух основных материалов – это сталь и чугун. Второй вариант более предпочтителен в силу высокой стойкости чугуна к температурным перегрузкам и коррозии. Чугунные печи с водяным контуром и теплообменником отличаются высоким весом. Они долго прогреваются и хорошо сохраняют тепло, отдавая его на протяжении длительного времени.

Стальная отопительная печь с водяным контуром характеризуется меньшим весом и меньшей ценой. Но сталь не отличается высокой стойкостью к коррозии и температурным перегрузкам, которые могут наблюдаться в печке. Кроме того, стальные водяные печи служат меньше, чем их чугунные аналоги.

Достоинства и недостатки

Дровяная печь с водяным контуром станет надежным отопительным прибором для здания, не подключенного к газовой магистрали. Давайте рассмотрим, в чем заключаются преимущества данного оборудования:

  • Возможность организации отопления в многокомнатных домах – без использования воздуховодов и самодельных кирпичных печек;
  • Эффективная доставка тепла в другие комнаты – водяное отопление отличается высокой эффективностью и хорошо справляется со своими обязанностями. Обыкновенная вода, обладая большой теплоемкостью, может переносить тепло на большие расстояния;
  • Простота подключения – достаточно установить печку с водяным контуром в выделенном помещении, после чего развести трубы по другим комнатам;
  • Не нужно разрешение на ввод в эксплуатацию – этим печи с водяным контуром выгодно отличаются от газового оборудования;
  • Довольно высокий КПД – в некоторых моделях его показатель достигает 80% и даже выше.

Есть и некоторые недостатки:

Пример печи из кирпича

Наличие водяного контура позволяет прогревать дальние комнаты куда эффективнее классической печи.

  • Необходимость хранения большого количества дров – такая необходимость возникает тогда, когда люди в доме проживают постоянно;
  • Дровяная печь с водяным контуром нуждается в регулярной чистке – из нее необходимо убирать золу, также нужно чистить дымоход;
  • Любые твердотопливные печи нуждаются в постоянном контроле – необходимо следить за температурой в контуре и подкладывать в топку все новые порции дров;
  • Отсутствие регулировки температуры в большом диапазоне.

Последний недостаток компенсируется в пиролизных печах с водяным контуром.

Разновидности и функционал

Мы уже говорили, что печи с водяными контурами для домашнего отопления изготавливаются из стали и чугуна. Но и это еще не все – при необходимости, такую печку можно сложить своими руками, используя кирпичи. Такой агрегат порадует потребителей солидным внешним видом и высокой теплоемкостью – даже если дрова в печке прогорят полностью, разогретый кирпич еще долго будет отдавать тепло в обогреваемые помещения.

Еще одна разновидность печей с водяными контурами – это пиролизные агрегаты. Необходимость постоянно подкидывать в топку все новые порции дрова несказанно напрягает. Особенно когда этим приходится заниматься каждые 2-3 часа, в том числе и ночью. Спасением ситуации становятся пиролизные печи длительного горения, оснащенные водяными контурами. Горят они долго, а еще отличаются возможностью регулировки температуры в довольно большом диапазоне.

Отопительно варочные печи с водяными контурами – оборудование, которое может быть использовано для приготовления пищи. Для этого такие агрегаты оснащаются специальными варочными поверхностями, на которых размещаются сковороды, чугунки, чайники, кастрюли и прочая кухонная утварь.

Пример организации системы отопления

Печь в загородном доме

При организации отопления в загородном доме, где зимой Вы живете не на постоянной основе, лучше всего использовать незамерзающую жидкость в контуре.

Давайте посмотрим, что нужно приобрести для организации отопления частного дома на 100 квадратных метров с применением печи с водяным контуром. Для начала следует выбрать подходящий котел, ориентируясь на мощность оборудования. Так как площадь домовладения составляет 100 квадратов, мощность печи должна составлять 12 кВт (10 кВт исходя из обогреваемой площади и стандартные 20% запаса на случай больших тепловых потерь и очень холодных зим).

На следующем этапе проектируем отопительную систему – подбираем батареи, учитывая площадь комнат и тепловые потери, смотрим, как будут проходить трубы. Отопительную систему на печи с водяным контуром можно собрать как открытую, так и закрытую – выбирать вам. В случае с закрытой системой необходимо приобрести специальный расширительный бачок, группу безопасности со спускником воздуха и циркуляционный насос.

Отопительная система должна в обязательном порядке оснащаться термоманометром – нам необходимо видеть температуру в отоплении и давление в трубах. Если давление будет превышено, сработает предохранительный клапан. Температурный датчик покажет нам реальную температуру в отоплении и позволит предотвратить его перегрев. Собранную систему необходимо проверить с помощью опрессовочного насоса на герметичность. После этого можно приступить к испытаниям – разжигаем пламя в топке и следим за ростом температуры.

Популярные модели

Наш обзор печей с водяными контурами был бы не полным, если бы в нем не было рассказано о самых популярных и востребованных среди покупателей моделях. Все их можно купить в российских магазинах и интернет-магазинах. Если же вы собираетесь собрать печку своими руками, поищите схемы на нашем сайте – мы уже публиковали порядовки для сборки кирпичного оборудования (останется только сделал котел для печи, представляющий собой жаротрубный теплообменник).

МЕТА Ангара Аква

МЕТА Ангара Аква

Перед нами довольно интересная печь с водяным контуром, являющаяся по совместительству камином – здесь предусмотрена большая дверца, через которую видно горящее пламя. Мощность агрегата составляет 13 кВт, чего вполне хватит для описанной нами выше схемы отопительной системы для домовладения на 100 кв. м. Печка выполнена в пристенном форм-факторе и оснащается двумя отсеками – для разогрева пищи и для складирования дров.

Для удобства уборки печь наделена выдвижным ящиком для золы – достаточно выдвинуть его и утилизировать содержимое. Смотровое окошко выполнено с применением системы «чистое стекло», благодаря чему оно всегда будет оставаться чистым. Корпус агрегата выполнен из стали, теплообменник водяного контура – из чугуна, из-за чего вес агрегата составляет целых 150 кг. Недостатком модели является ограниченная длина загружаемых поленьев – не более 35 см.

Hergom L-05 CCE

Hergom L-05 CCE

Представленная печь обладает изысканным ретро-дизайном и подойдет для загородных домов с индивидуальным дизайнерским ремонтом «под старину». По своей стоимости она значительно обгоняет предыдущий рассмотренный нами вариант – ее цена составляет около 180 тыс. рублей. Модель наделена водяным контуром, ее тепловая мощность составляет 20 кВт. Максимальный отапливаемый объем – 350 кубометров. Полезные дополнения на борту – выдвижной ящик для золы и варочная панель. Корпус печи выполнен из стали, теплообменник водяного контура – из чугуна.

Везувий ПК-01

Везувий ПК-01

Цены на некоторые модели действительно кусаются. Но это не значит, что в продаже нет более доступных моделей. Приобрести хорошую печь недорого и с отличным внешним видом все-таки можно – это подтверждаем модель Везувий ПК-01. Мощность аппарата составляет 12 кВт, максимальный обогреваемый объем – 200 кубометров. Время горения от одной загрузки топлива составляет 4 часов. Несомненным достоинством печки является возможность регулировки интенсивности горения.

Корпус печи с водяным контуром Везувий ПК-01 выполнен из стали, с обшивкой из керамики – такой подход обеспечивает аппарату отличный внешний вид. На выбор потребителей представлены аппараты в несколько цветах. Камера сгорания наделена футеровкой из шамота, а теплообменник выполнен из чугуна. Иными словами, перед нами отлично сбалансированная печка, которая обойдется потребителю всего в 25-28 тыс. рублей.

Отопительные системы с водяным контуром

Печь с водяным контуром для отопления дома имеет достаточно простую технологию действия. Она функционирует по принципу замкнутого круга. В качестве теплового проводника выступает вода или специальная жидкость, используемая для водяных систем. При помощи котла происходит её нагрев, откуда она движется по трубопроводу к приборам отопления. Именно эти элементы всей цепочки способствуют обогреву всех помещений дома.

Когда жидкость полностью остыла, она снова направляется в котел для осуществления повторного нагрева. Любая печь-камин для дачи с водяным контуром имеет уникальную конструкционную особенность – наличие теплообменника. Он является главным звеном отопительной системы, по которому циркулирует теплоноситель. Это дает возможность снизить расходы на топливо, и за минимально короткое время обогреть воздух в доме.

Типы отопительных печей

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

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

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

Устройство печи с водяным контуром

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

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

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

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

Печи с водяным контуром делятся на 2 вида:

  1. Кирпичные;
  2. Металлические.

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

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

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

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

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

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

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

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

Кроме водяных контуров отопления печи могут оборудоваться дополнительными элементами:

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

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

Типы водяных печей

Печи, оснащенные водяным контуром, выполнены в нескольких вариантах:

  • установки, работающие на традиционных дровах. Оговоримся, что такие очаги не должны быть слишком производительными, так как неизбежен выход очага из строя раньше, чем это надо.
  • печь «Булерьян» отличается тем, что в ней не предполагается установка специального регистра для нагрева теплоносителя. В «Булерьяне» вода или антифриз нагреваются в самой печи, при этом для повышения производительности прибора предусмотрен дополнительный отсек, куда поступает древесный газ.
  • тепловые печи, выполненные из прочного чугуна, представляют устройства, в основе которых имеется чугунный корпус, где осуществляется получение тепла. Очень неплохие печи, если говорить простым языком, они покупаются «на века», так как чугун относится к тем материалам, которые обладают высокой долговечностью и надежностью своего использования. Только водяной корпус в приборе выполняется из тепловой стали, все остальное – чугун.

Отопление домов печами с водяным контуром

Очаг с водяным корпусом, а точнее его функционирование может контролироваться за счет трех способов:

  1. самый простой: уменьшая или увеличивая порцию топлива влияют на снижение или опускание температурной отметки.
  2. для трансформирования температурных условий применяют особенную заслонку-регулятор.
  3. употребление циркуляционного насоса сказывается на ритмичном нагревании дома.

Схемы систем отопления для печи

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

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

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

Схема открытой системы отопления печи с водяным контуром

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

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

Схема закрытой системы отопления печи с водяным контуром

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

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

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

Схема комбинированной системы отопления печи с водяным контуром

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

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

Основное подразделение систем отопления

Системы подразделяются на следующие типы и категории:

  1. По количеству отапливаемых жилых единиц и расположению обогревателя.
  2. Локальное отопление — отопление одной комнаты с одним обогревателем — обычно с помощью прямого отопления без распределения тепла и радиаторов.
  3. Подогрев пола — одна система отопления с системой распределения тепла и радиаторами, обогревающая несколько комнат одной квартиры или этажа.
  4. Центральное отопление — один обогреватель отапливает несколько квартир и этажей одного здания.
  5. Центральное отопление — несколько зданий отапливаются от одного обогревателя или системы обогрева, расположенной в удаленной котельной или с помощью теплообменника.

В зависимости от теплопередачи в помещения:

  1. Отопление с помощью радиаторов — система распределения тепла передает тепло от нагревателя к системе радиатора, которая передает тепло в помещения.
  2. Теплый пол — система труб, размещенных в полу, передает тепло в помещение без радиаторов путем прямой передачи тепла в пол. Мы также включаем напольные конвекторы.
  3. Обогрев стен — система труб с подогревом жидкости размещается в стенах и передает тепло в помещения за счет излучения. К ним относятся настенные конвекторы и инфракрасное отопление.
  4. горячим воздухом — отопление теплым воздухом, нагретым нагревателем горячего воздуха — камины горячего воздуха, вентиляторы горячего воздуха, конвекторы, кондиционеры и т. д.

Характеристика отдельных видов отопления жилых домов

Локальное отопление является одним из самых простых и часто наиболее подходящих способов обогрева одной или нескольких комнат. Источником тепла является нагреватель, который также является основным источником отопления в доме. Это затем передает тепло всей комнате. Поэтому эта система отопления в основном используется в зданиях с периодическим использованием или в зданиях меньшего назначения. Преимущество локального отопления заключается в быстрой установке нагревателя без необходимости построения систем распределения тепла, простоте эксплуатации и низкой цене очага. Недостатком является необходимость автономной работы каждого нагревателя и сложное регулирование. Подробнее о локальном отоплении в статье локальное отопление

Подогрев пола — это система отопления, основанная на одном нагревателе, которая производит тепло, распределяемое по трубному распределителю тепла на радиаторы, расположенные в той же плоскости, что и сам нагреватель (без передачи тепла другим этажам). Подогрев пола имеет следующие преимущества. Преимущество — высокий комфорт проживания, простота регулирования температуры в квартире и тот факт, что стоимость отопления оплачивается одним пользователем (который, таким образом, мотивирован, искать экономичные меры против утечек тепла). Недостатком является более высокая стоимость строительства системы отопления.

Рекомендуем обратить внимание на печь со стальным и чугунным каркасом — Aqua c теплообменником — Edil Kamin.

Центральное отопление — это наиболее часто используемая система отопления в жилых домах Обогреватель обычно располагается в отдельной комнате (котельная), а распределение тепла распределяется по другим этажам дома, где оно передается в комнаты с помощью набора радиаторов. Температура во всем доме может быть легко отрегулирована, и вся жилая площадь дома может быть использована для жилья. Недостатками являются потери в распределении тепла и необходимость распределять тепло по всем отапливаемым жилым единицам.

Центральное отопление — это система отопления, основанная на нагревателе, расположенном снаружи отапливаемого здания в отдельном здании (котельная, теплообменник, отопительная установка). Тепло передается в отапливаемые здания с помощью трубопровода, откуда оно затем передается в помещения с помощью радиаторов. Это наиболее часто используемая система отопления в жилых районах. Центральное отопление имеет следующие преимущества. Преимущество — это прежде всего высочайший комфорт проживания (пользователи отапливаемых зданий не заботятся об отоплении), недостатки включают в себя высокие потери тепла в распределительных сетях, сложное регулирование, более высокие затраты на отопление, потеря тепла среди всех пользователей отапливаемых зданий, а также опасность для многих людей в случае отказа центрального отопления. Пользователи отопительных агрегатов не заинтересованы в экономии утечек тепла, и система искушает их тратить тепло.

Подключение топки с водяным контуром:

Достоинства и недостатки водяной печи отопления

Водяные печи отопления обладают следующими достоинствами:

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

Наряду с преимуществами печи водяного отопления имеют весомые недостатки:

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

Устройство печного водяного отопления

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

Отопление домов печами с водяным контуром
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.

Выбираем печь

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

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

Отопление домов печами с водяным контуром
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.

Выбираем трубы

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

Отопление домов печами с водяным контуром
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.

Выбираем между радиаторами и регистром

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

Отопление домов печами с водяным контуром
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.

Отопление домов печами с водяным контуром
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.

Отопление домов печами с водяным контуром
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.

Отопление домов печами с водяным контуром
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:

  • 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 – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

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

Подводные камни водяных контуров печей

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

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

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

Правда о железных каминах с водяным контуром или – 5 причин не делать этого

Надо сказать, что расчет мощности чугунных топок весьма своеобразен. Сказать что такие расчеты слегка завышены – ничего не сказать. Тем более, когда идет учет такой топки с водяным контуром. Сразу оговорюсь, что я не беру в расчет настоящие котлы прямого иди длительного горения, созданные для отопления дома. О них я писал в отдельной статье (ссылка откроется в новой вкладке).

  • Во-первых, при расчете мощности каминной чугунной топки просто-напросто могут (чаще всего так и делают) не учитывают КПД!
  • Во-вторых, могут писать расчетную мощность не среднесуточную (при «стольки-то» топках «столько-то» времени). Так как я и подавляющее большинство печников рассчитываю мощность свих отопительных изделий – а моментальную. Это, в общем-то, и есть оборотная медаль не учтенного КПД. Условно говоря, можно сказать что мощность равна, например, 14 кВт, но это при непрерывной топке. Так, как например, рассчитывают водяные электрокотлы, но там-то считают потребление электроэнергии в час, а это совсем другой параметр.
  • К тому же, в-третьих, мощность котла водяного отопления от прямого огня рассчитывается исходя из площади регистра, находящегося в зоне высоких температур. Для этого есть специальная формула. Глядя на любую металлическую топку, Вы без труда сможете рассчитать мощность самостоятельно, просто зная эту формулу.
  • Исходя из всего сказанного, в-четвертых, такой металлический котел, не имея никакой теплоемкости (а металл имеет высокую теплопроводность и, соответственно, низкую теплоемкость), мы и по факту будем иметь только сиюминутную мощность. При, в любом случае, низком КПД – какова она в любом камине, даже при наличии водяного контура.
  • В-пятых, не всякая топка, коли уж Вы ее будете нещадно топить ради тепла, способна выдержать нагрузку высоких температур. Ведь каждая протопка – это для нее цикл расширения и сужения. А на сколько циклов она рассчитана такая топка? Хорошо, если это написано в инструкции. А если ее топить два раза в сутки, то таких циклов у нас за отопительный сезон накопится около трехсот.

Ну и, наверняка Вы недостаточно проанализировали свои возможности отопления дома. Если уж из всех вариантов отопления дровами, Вы решили рассмотреть камин, да еще и с водяным контуром. Тем более если это не основное отопление. Об этом читайте далее. Вот, кстати, небольшое видео про каминную топку (в которую можно встроить регистр отопления). Мой обзор топки нашего производства «ТКДп (Топка каминная двустворчатая подовая) 800 Огонёк»:

Выбор мощности печи

Самый важный параметр, который обязательно нужно учесть, прежде чем купить определенную модель — тепловая мощность отопительного агрегата. Она измеряется в киловаттах, и принято считать, что 1 кВт мощности печи способен обогреть 10 м² площади дома.

Однако стоит учесть, что производитель тестирует печь в условиях, близких к идеальным, а при использовании недостаточно просушенных дров ее мощность может снизиться на треть. Поэтому, для использования печи с отопительным контуром в качестве единственного источника обогрева лучше купить модель с небольшим запасом мощности.

Сталь или чугун?

Отопительные печи-камины бывают стальные и чугунные. Стальные печи дешевле, легче, но более подвержены коррозии. Модели, сделанные целиком из чугуна, обладают повышенной долговечностью, стойкостью к коррозии, но при этом они значительно тяжелее, боятся резких перепадов температуры, от чего могут треснуть.

Лучший вариант — комбинированные модели, в которых корпус и незначительно нагревающиеся элементы выполнены из стали, а элементы топки, колосники и дверцы, подвергающиеся сильному перегреву, сделаны из кованого чугуна. Они не боятся длительного воздействия высоких температур и подходят для постоянного использования, а при периодической топке образующийся в трубах конденсат не вызывает их коррозии.

Подключение к системе отопления

Большинство печей-каминов промышленного производства могут эксплуатироваться как с подключенным водяным контуром, так и без него. При этом срок их службы существенно не отличается.

Если печь-камин подключена к водяному контуру, ни в коем случае нельзя ее эксплуатировать при слитом теплоносителе! Это приведет к выходу из строя теплообменника и самой системы! Печи с водяным контуром допускается использовать в системах как с естественной циркуляцией (гравитационной), так и принудительной (с использованием насоса). При этом схемы подключения к системе отопления не отличаются от традиционных.

Особенности подключения печи своими руками к гравитационной системе отопления:

  1. Сразу после выхода из теплообменника выполняют разгонный коллектор, поднимающий теплоноситель в верхнюю точку системы.
  2. В верхней точке устанавливают расширительный бак открытого или мембранного типа.
  3. Для магистральной трубы необходим минимальный диаметр 32 мм, при меньшем сечении труб возрастает гидравлическое сопротивление системы, что ведет к ухудшению циркуляции.
  4. Уклон магистральной трубы должен составлять не менее 5 см/1 м, в противном случае движение теплоносителя замедляется, температура в системе будет неравномерной, а отопление — неэффективным.
  5. Отводы труб к радиаторам должны иметь диаметр 16-20 мм. Радиаторы врезают параллельно магистрали по нижней или диагональной схеме.

При использовании принудительной системы требований к ее монтажу значительно меньше:

  1. Расширительный бак можно устанавливать в любом удобном месте, обычно его ставят на обратной трубе, после циркуляционного насоса.
  2. Схема подключения радиаторов может быть любой.
  3. Не обязательно выдерживать существенный уклон магистральной трубы.
  4. С помощью автоматики можно выставить скорость движения теплоносителя, а также температуру обратки, что позволит избежать появления конденсата в топке.

Схема отопления с принудительной циркуляцией

Выбор теплоносителя — не менее важный шаг, который зависит от режима эксплуатации печи. Для домов с постоянным проживанием удобнее использовать очищенную воду — она дешевле, в закрытой системе отопления практически не вызывает коррозии, легко доливается из водопровода при необходимости.
Если дом используется периодически, использование воды в зимний период может привести к замерзанию системы. При этом вода расширяется и повреждает элементы системы: трубы, радиаторы, фитинги, что впоследствии приведет к протечкам.

В этом случае можно использовать специальные тосолы, либо установить параллельно печи электрокотел, работающий в режиме автоматического поддержания плюсовой температуры на уровне 5-10ºС.

Требования к топливу

Любая печь не будет выдавать указанную в паспорте эффективность, если топить ее влажными дровами или неподходящей древесиной. Оптимально применять в печах-каминах с отопительным контуром березовые дрова естественной сушки, пролежавшие в крытом дровеннике или под навесом не менее 18 месяцев, или брикеты промышленного производства с влажностью не более 20%.

Не желательно использовать дрова от деревьев хвойных пород — они выделяют много смол, засоряют дымоход и коптят стекло в топке. Использование угля в печах-каминах, как правило, не допускается.

Розжиг дров можно осуществлять с помощью бересты, щепы, бумаги или специальной жидкости. При розжиге шибер должен быть полностью открыт, а также обеспечен доступ свежего воздуха через поддувало.

Источник https://remont-system.ru/pechi-i-kaminy/otoplenie-domov-pechami-s-vodyanym-konturom

Источник https://banya10.ru/otoplenie-pechi/pech-dlitelnogo-goreniya-s-vodyanym-konturom.html

Источник

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *