Печь с водяным контуром для отопления дома

Требования к отопительным системам

Системы водяного отопления, подключенные к котлам, могут иметь естественную (гравитационную) циркуляцию или принудительную — с циркуляционным насосом.

Гравитационные системы обычно подключают к теплообменникам, встроенным в дымовые каналы. Они медленнее нагреваются и в них ниже риск перегрева и закипания воды. Эффективность таких систем ниже, они подходят для небольшого, чаще одноэтажного дома. Движение воды в трубах происходит по законам физики: теплая вода поднимается вверх — в радиаторы, а холодная стекает вниз и возвращается в котел. Их легко рассчитать и сделать своими руками.

Для монтажа принудительной системы потребуется купить и установить циркуляционный насос, подобрав подходящую по мощности и цене модель. Он с заданной скоростью прогоняет весь объем теплоносителя по системе, в результате чего жидкость быстро нагревается в котле и поступает в радиаторы. Такие системы обычно подключают к котлам и теплообменникам, расположенным непосредственно рядом с топкой. Они способны быстро прогреть большую площадь, поднять воду на высоту второго этажа, обладают высоким КПД.

Следует отметить одну особенность работы кирпичной печи с водяным контуром, включающим циркуляционный насос. Насос работает от электрической сети. При внезапном отключении электроэнергии циркуляция воды в системе прекращается, вода в теплообменнике быстро перегревается, образуется пар, и может произойти взрыв котла.

Эту проблему в котлах длительного горения промышленного производства решают автоматическим отключением котла при исчезновении электроэнергии и остановке насоса. Быстро отключить кирпичную печь, обладающую запасом тепловой энергии невозможно. Нужно или восстановить работу насоса, включив аварийный источник электропитания, или погасить печь и принять меры к снижению давления в системе.

Для обеспечения безопасности в системах с принудительной циркуляцией и теплообменником, расположенным в топке, необходима установка аварийного клапана, сбрасывающего излишек давления в системе! Цена экономии на мерах безопасности может быть очень высока!

Самодельный водяной котел из чугунных радиаторов

Превосходный по своим качествам и эффективности котел может получиться из обычных чугунных радиаторов отопления. В качестве основы можно взять радиатор М-140. Его легко найти, ведь в больших количествах их вывозят в утиль при демонтаже и сносе большинства старых пятиэтажных зданий. Емкость каждой секции из таких радиаторов составляет 1,5 л воды, при этом площадь поверхности достигает 0,254 метра квадратных. В сборе, когда объединены 12 таких секций, получается уже объем жидкости в 18 литров и общая площадь поверхности – 3 кв. м. Далеко не каждый готовый котел, собранный из листового металла, может похвастаться такими параметрами при аналогичных габаритах. Производительности такого котла из радиатора может вполне хватить для отопления помещения площадью до 100 кв. м. Так что для обычной бани подойдет, еще и запас будет достаточно большой.

Перед использованием радиатора требуется некоторая его переделка. Сперва следует избавиться от картонных прокладок между секциями. Их лучше всего заменить на асбестовый шнур, пропитанный натуральной олифой с примесью графита. Так можно уберечь прокладки от прогорания при больших температурах.

Пока секции разобраны, их стоит промыть изнутри раствором соляной кислоты 6% концентрации, а после большим количеством воды. Так их можно очистить от большого слоя ржавчины и грязи скопившейся за долгие годы эксплуатации.

Порядок сборки радиатора повторяет процесс разборки, только уже в обратном направлении. Для соединения секций используются ниппели, снабженные правой и левой резьбой каждой из сторон. Таким образом, секции как снизу, так и сверху, одновременно притягиваются прокручиванием ниппеля. Как только остается зазор в 2 см между секциями, наматывается асбестовый шнур с пропиткой и окончательно затягиваются ниппели.

Закончив сборку всего радиатора и дождавшись высыхания олифы, следует проверить герметичность стыков, подав в радиатор жидкость под давлением. Только так можно обезопасить себя от возможных протечек в процессе эксплуатации при немалых температурах печи.

Присоединение труб для подачи и обратки лучше всего выполнить по диагонали радиатора. Таким образом, вода будет равномерно проходить по всему новому котлу. Два оставшихся отверстия следует закрыть заглушками. Трубы лучше взять дюймовые. С одной стороны радиатора будет правая резьба и проблем с подключением не возникнет. С другой, где резьба левая лучше использовать ниппель и муфту со сгоном.

Располагать такой самодельный котел следует не в топку, где горят дрова, а в камеры дымохода, которые находятся непосредственно за камерой топки. Так как радиаторы используются чугунные, следует их нагревать не пламенем, а горячими газами, которые отводятся от топки.

Радиатор лучше расположить так, чтобы трубы выходили из него перпендикулярно полу, также подвод обратки опускается ниже пола в подпольное пространство. Так можно достигнуть лучшей естественной циркуляции воды при нагреве.

При сборке секций можно поэкспериментировать, чтобы улучшить конструкцию полученного котла. В результате должно получиться нечто похожее на изображение показанное ниже. Так там показаны примеры расположения котла и способы его подключения. Опять-таки не стоит забывать, что в случае с чугуном располагать котел следует в дымоходе.

Установка котла для кирпичной печи

Особенности устройства и работы совмещенной обогревательной системы

Русская печь всегда была центром притяжения в деревенском доме. В ней готовили пищу, вокруг холодными зимними вечерами собиралась вся семья, каждый хотел получить свою долю желаемого тепла. Никто не стремился уединиться в дальнем углу или возле окна – оттуда тянуло сыростью и холодом. Современные печи в значительной степени унаследовали этот недостаток: рядом с ними даже жарко, но чем дальше, тем холоднее. Качественная теплоизоляция немного нивелирует этот минус, но не полностью.

Комбинированный отопительный прибор, которым является печь с водяным контуром, совмещает в себе преимущества твердотопливного котла и традиционного обогрева дровами. Ее отличие от покупного оборудования в том, что нагревается вода и стенки печи, которые вместе обогревают помещения. В отличие от металлического котла, который быстро охлаждается после прекращения топки, кирпич аккумулирует энергию и отдает ее продолжительное время.

Функцию нагрева теплоносителя, который циркулирует по трубам и радиаторам, выполняет изделие из металла, размещенное в топливнике. Существует много вариантов его исполнения, но суть всегда одна – это емкость, наполненная водой, которая имеет вход и выход, подключенные к отопительной системе. Конструкцию со всех сторон закрывает кирпичная стенка. Огонь, разведенный в такой печи, нагревает не только кожух, но и воду. Тепловая энергия отдается от нее через трубы и радиаторы в помещения, довольно удаленные от исполняющего роль котельной.

Сама печка своими стенками обогревает комнату, где размещена, и в меньшей степени смежные. Основное преимущество, которым она обладает, имея встроенный котел, что отапливает горячей водой все здание. В этом отношении она выполняет ту же функцию, что и твердотопливный котел. Отличается от большинства покупных металлических изделий тем, что используется при желании хозяев для приготовления пищи. Один из возможных вариантов такой печи – монтаж водогрейного устройства внутри варочной плиты.

Могут появиться сомнения относительно расхода дров или угля и эффективности конструкции. Обычное печное отопление за час производит около 6 тысяч килокалорий, прогревая небольшое строение из одной-двух комнат. В совмещенной модели основная нагрузка приходится на водяной котел, который производит бо́льшую часть тепловой энергии, отдает ее на площадь, значительно превосходящую ту, где находится источник. При этом количество сжигаемого топлива сопоставимо с обычной печью, а покупной котел расходует гораздо больше.

Устройство эффективное, при одновременном функционировании обоих модулей способно производить около 20 тыс. ккал в час. Этого достаточно, чтобы обогреть здание площадью 300 м2. В непрерывной топке нет необходимости, чем страдает газовая система, где автоматика отключает котел только на непродолжительное время. Достаточно поджечь дрова 2 раза в сутки и поддерживать огонь несколько часов, чтобы даже при сильном морозе в доме было комфортно.

Существуют небольшие минусы подобной системы. Встроенный теплообменник уменьшает объем топливника, печь прогревается не в такой степени, как без него. Находят компромисс между размерами в зависимости от того, на какой модуль планируется возложить большую нагрузку. Второй вариант – печь длительного горения, когда температура практически в течение суток будет одинаковой, только во время перезагрузки немного упадет. Правда, к ней предъявляются особые требования.

Дача, где хозяева бывают изредка, не подходит для водяной системы – зимой теплоноситель замерзнет. Летом варочную плиту со встроенным котлом невозможно топить – в комнатах будет очень жарко. Сливать воду нельзя по двум причинам: металл сильно разогревается без охлаждения, при постоянном использовании перегорает. Второе нежелательное последствие – трубы изнутри ржавеют, постепенно выходят из строя. В таких случаях применяют альтернативные способы приготовления пищи.

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.

Основные виды

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

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

Положительные стороны

Применение печек для отопления домов имеет длинную историю. Они и до сих пор часто используются благодаря многим преимуществам, недоступным современным обогревателям:

• полная автономность и независимость от внешних факторов при наличии запаса топлива. Для эксплуатации такого отопления нет необходимости в наличии электричества, газа, воды;
• стоимость устройства печей в несколько раз ниже стоимости установки оборудования для использования иных видов отопления;
• периодичность процесса и доступность дров в некоторых регионах в совокупности с их невысокой ценой делают такой вид отопления экономным.

При наличии достаточных навыков реально выполнение печного отопления для частного дома своими руками. В его конструкции чаще всего отсутствует жидкий теплоноситель, в качестве которого используется вода. Это делает возможным останавливать процесс топки надолго и возобновлять его в любое время, независимо от каких-либо условий. Последний фактор наиболее актуален для зданий с временным присутствием людей, например, для дач, садовых домиков. Впрочем, водяное отопление при желании можно добавить, если установить трубы и радиаторы.

При устройстве печи существует возможность различных вариантов исполнения. На стадии строительства печи можно выполнить ее в виде камина, предусмотреть в конструкции лежанки, сушилки, кухонные плиты, встроить баки для подогрева воды.

4 Безопасность использования

Чтобы печка работала исправно вместе с котлом, необходимо соблюдать важные правила безопасности, а также общие рекомендации по уходу за оборудованием. Если это не учитывать, то может всё закончиться тяжёлыми последствиями. Как минимум КПД сильно упадёт, если не проводить регулярную чистку, но могут быть и взрывы с летальными исходами. В связи с этим рекомендуется придерживаться некоторых пунктов:

1. 1. Устройства, в конструкции которых есть водяной контур, должны постоянно работать под присмотром человека. Относится это к закладке дров, чистке от сажи и другим профилактическим действиям.
2. 2. Для обеспечения безопасности работы следует постоянно следить за состоянием дымохода. Перед каждым запуском необходимо проверять техническое состояние задвижек и каналов. Когда огонь только начал разгораться, задвижки должны быть полностью открыты.
3. 3. Такую систему рекомендуется использовать только зимой, когда есть потребность в быстром отоплении дома и подачи горячей воды. Использование конструкции в летнее время года нерационально, поскольку топить нужно только в целях приготовления пищи, ввиду этого часть тепла будет улетать в трубу.
4. 4. Печка имеет очень высокую температуру при работе, поэтому она сильно нагревает теплообменник, что может привести к его поломке. Как правило, это прогорание металлической пластины.
5. 5. Если самостоятельно сооружать конструкцию, то можно дополнительно вмонтировать насос, чтобы жидкость быстрее двигалась в трубах, а также датчики и термостат для контроля за давлением.

Основные принципы устройства водяного отопления в доме от печи

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

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

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

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

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

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

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

При подключении печи соблюдают принцип расположения важных узлов системы отопления:

• Расширительный бак монтируют в наивысшую точку системы.

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

Уровень расположения печи над полом – 15 см.

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

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

За и против обогрева дома – печь или котёл

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

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

• Возможность приготовления пищи.

Небольшой вес и простота подключения.

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

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

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

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

Делаем водяной контур для буржуйки своими руками: пошаговая инструкция

Буржуйка, которая будет обогревать несколько комнат непременно должна быть смонтирована из долговечных материалов со значительным сроком эксплуатации. Например, это может быть листовая сталь толщиной от трех миллиметров или кирпичная кладка.

Первый этап строительства – подготовка эскиза или чертежа. Для этого выбираем место, где будет размещаться печь, рулеткой снимаем необходимые замеры. После этого вычисляем габариты конструкции и переносим их на чертеж.

Когда чертеж готов, приступают к разметке под фундамент и его кладке.

1. Производим разборку перекрытий пола и копаем котлован прямоугольной формы на глубину 40-50 см.
2. Засыпаем дно ямы бутом (мелкой кирпичной крошкой, песком, щебнем).
3. Заливаем слой бута цементом, проверяя горизонтальность заливки строительным уровнем. Ждем высыхания цемента.
4. На высохший слой цемента укладывают несколько слоев рубероида, выступающего гидроизолятором и предотвращающего влияние влаги из почвы на конструкцию печи.

Создаем змеевик водяного контура

Наиболее практична, долговечна и безопасна буржуйка из кирпича. А главный элемент буржуйки с водяным контуром – это теплоноситель (другие названия: змеевик, регистр или теплообменник). Этот теплоноситель устанавливают непосредственно в топке печи и подключают к системе водяного отопления. Конструкция змеевика может быть различной, выполненной либо из листовой стали толщиной от трех до пяти миллиметров, либо из полых стальных труб. Однако стальные конструкции менее популярны из-за малой поверхности нагрева.

Змеевик водяного отопления для буржуйки

Конструкция самого водяного контура состоит из следующих элементов:

• змеевик;
• трубы (чугунные, стальные, медные, биметаллические и т.п.);
• расширительный бак;
• радиаторы.

В качестве инструментов и дополнительных материалов пригодятся: сварочный аппарат, сверло и болгарка, молоток, кельма и цементный раствор, дюбель-гвозди.

Вода, нагреваясь в змеевике, поступает по трубам в радиаторы, установленные в комнатах, поле чего, остывая, вновь возвращается в змеевик.

Кирпичная буржуйка должна предусматривать отделения для розжига топлива, для сбора золы и пепла, отделение для размещения теплоносителя. В кирпичной кладке по мере строительства делают выводы для дымохода и труб, по которым происходит движение теплоносителя.

Монтаж водяного контура при строительстве кирпичной буржуйки

Процесс кладки печи с водяным контуром

Печь кладут из огнеупорного кирпича, скрепляя кладку печной глиной или специальной термостойкой смесью. Первые два ряда делают сплошными, далее выкладывают нишу для зольника (ящик, в который попадет зола), следующий ряд – кладка перекрытия под колосниковую решетку и установка таковой. При этом на фронтовой части буржуйки обязательно оставляют место под печную дверцу – поддувало. После того, как зольник готов, укладывают колосниковую решетку и переходят к кладке топливника, аналогично оставляя пространство для установки дверцы. Их закрепляют между кирпичами на специальные металлические рамки и на металлическую проволоку.

Когда топливник почти готов, в кладку зашивают змеевик и трубы – дымовую и под водяной контур. Верхнее перекрытие выполняют либо из кирпича, либо из толстой чугунной (стальной) плиты, выполняющей роль плиты. Дымовую трубу выводят через крышу, соблюдая противопожарные меры (изоляция металлической трубы от всех способных воспламеняться перекрытий).

Монтаж системы водяного отопления

Подсоединяем магистральные трубопроводы, ведущие от печи к радиаторам. В случае если трубы проходят через стены, перекрытия ломают в месте прохождения трубы, а впоследствии заделывают цементом. Соединение труб осуществляют в зависимости от материала, из которого они изготовлены.

Радиаторы в помещении вешают на кронштейны под окно и к ним подводят трубы. Размер радиатора вычисляют исходя из подоконного пространства:

• расстояние от пола 10-15 см;
• от стены 2-5 см;
• от подоконника 10 см.

Последовательность монтажа:

• отмечаем на стене местоположение кронштейнов;
• высверливаем отверстия под них;
• крепим кронштейны на стену, строго соблюдая вертикальность;
• собираем все краны радиатора по схеме и вешаем его на стену;
• монтируем отводящую и подводящую трубы.

Монтаж радиаторов к печи

На входе и выходе необходимо установить термодатчики, а также запорную (перекрывать движение воды) и регулирующую фурнитуру.

Обязательно нужно смонтировать расширительный бак, на случай внезапного закипания воды в системе.

При первом включении системы следует внимательно следить за всеми возможными протечками и за температурным режимом в буржуйке.

Теплообменник для печи

Водяная рубашка для печи своими руками изготавливается под конкретные требования и условия. Под теплообменник выделяется место на этапе строительства или уже в готовом устройстве.

Теплообменник имеет такие особенности:

• количество витков — 2-4;
• толщина стенок — 4-5 мм;
• диаметр труб — 5 см и более;
• материал — нержавейка, медь, чугун.

Для ускорения движения воды рекомендуется установить насос в системе

При установке оставляются зазоры между регистром и стенками, чтобы было место для компенсации температурных расширений и эффективной теплопередачи. Обязательно должен быть доступ для проведения обслуживания, замены и чистки змеевика.

Для обеспечения постоянного движения жидкости на обратку устанавливается насос. Но даже при его наличии должен оставаться незначительный уклон, чтобы не образовывалась воздушная пробка.

Для монтажа потребуются такие инструменты:

• молоток;
• зубило;
• мастерок;
• рулетка;
• уровень;
• паяльник;
• разводной ключ.

Чтобы не получить травму, нужно пользоваться защитной маской и перчатками.