Печь с водяным контуром для отопления дома

 

Печное отопление своими руками: схема с водяным контуром

Тепло в доме — один из самых важных факторов уюта и комфорта. В наше время существует множество способов обогрева дома, и каждый год этот список пополняется новыми технологиями и разработками. Однако старые и проверенные методы не уходят на второй план. Печное отопление с водяным контуром — один из старых и проверенных способов создать в доме тепло и уют. Он совмещает в себе преимущества сразу двух способов: печного и водяного отопления, что значительно повышает КПД. В этой статье вы найдете необходимые схемы и руководства для сооружения такой печи своими рукам.

Особенности отопления

Для обычного печного отопления характерно неравномерное распространение тепла — около самой печи всегда сильный жар, а чем дальше от печи, тем прохладнее. Водяной контур дает возможность равномерно распределить тепло, вырабатываемое печью, по всей площади дома. Тем самым с помощью одной печи отапливается сразу несколько комнат дома. Такая печь работает по принципу твердотопливного котла, но кроме разогрева теплоносителя и водяного контура, печь нагревает еще стенки и дымовые каналы, играющие немалую роль в отоплении.

Строительство отопительной печи с водяным контуром

Основным элементом конструкции является теплообменник, называемый чаще всего змеевиком. Он устанавливается непосредственно в топливник, а уже к нему подключается вся система водяного отопления.

Достоинства печного отопления

1. Основным достоинством печного отопления с водяным корпусом является отсутствие необходимости покупки дорогостоящих агрегатов и комплектующих.
2. За долгие годы пользования печи понадобится только небольшой косметический ремонт. Это гораздо дешевле и проще, чем везти в сервис дорогое оборудование.
3. Свободный дизайн. Мастера могут соорудить печь любой формы и размера, а хозяин по желанию может украсить ее по своему вкусу.

Печь может прекрасно вписаться в дизайн комнаты

• Если сравнивать печное отопление с водяным контуром с твердотопливными котлами, то и здесь есть дополнительные плюсы за счет того, что печь нагревает не один теплоноситель, а и дымовые отводы. Непосредственно при топке выделяемое тепло передается к радиаторам отопления, а после печь еще какое-то время отдает тепло до тех пор, пока не остынет окончательно.
• Теплообменник можно встраивать в уже существующую конструкцию. Кроме того, даже варочная печь может стать основой вашей системы отопления.

Недостатки печного отопления с водяным контуром

1. Потеря полезного пространства. Теплообменник, встраиваемый в топливник, значительно уменьшает его размер, потому при закладке топливника нужно учитывать этот фактор. Ну а если теплообменник встраивается в уже имеющуюся конструкцию единственным решением остается частая закладка топлива.
2. Повышенная пожароопасность. Так как печь или камин предполагают наличие открытого огня и запаса топлива неподалеку, то оставлять без присмотра такую печь надолго не рекомендуется.

Организовав печное отопление в доме, вы должны постоянно следить за пожарной безопасностью

• Угарный газ. При неправильной эксплуатации в жилые помещения может проникать угарный газ, опасный для жизни человека.

Совет. Если отопление с водяным контуром обустраивается в загородном доме, в котором никто не живет регулярно, особенно зимой, то во избежание заморозки воды в контуре лучше использовать незамерзающую жидкость.

Принцип работы

Принцип работы отопления с водяным контуром довольно простой. Вода направляется в теплообменник, находящийся в топливнике печи, где нагревается за счет горения топлива. Далее горячая вода распределяется по радиаторным батареям, где отдает свое тепло и, остывая, возвращается назад в змеевик.

Змеевик для строительства печи с водяным контуром

Монтаж и установка оборудования

Возможно ли сделать печное отопление с водяным контуром своими руками? Возможно, если у вас уже есть опыт обустройства печей или кладки кирпича. Первым делом вам нужно подготовить самый важный элемент конструкции — теплообменник. Его можно купить в специализированных магазинах, а также изготовить из труб или листового железа. Самостоятельное сооружение печи дает вам возможность проявить фантазию и построить свой вариант печи, который учтет все потребности и особенности вашего дома.

Внимание. Печное отопление потенциально опасно, поэтому проектирование и монтаж необходимо доверить специалистам, если вы не обладаете достаточными навыками.

Создание такой системы обогрева возможно двумя способами:

• установка теплообменника и последующая кладка печи;
• монтаж змеевика в действующую печь.

Монтаж радиатора в качестве змеевика для печи с водяным контуром

Второй способ считается более трудоемким, так как для его реализации необходимо разобрать топку, а монтирование в нее змеевика значительно уменьшит ее размер.

Требования при монтаже

Толщина слоя воды в теплообменнике должна превышать 4 см, так как при меньшей толщине вода будет закипать.

Стенки змеевика должны быть не менее 5 мм, а в случае использования угля — еще толще. Несоблюдение толщины может привести к прогоранию стенок.

Процесс строительства печи

Теплообменник ни в коем случае не должен быть смонтирован вплотную к стене топки. Оставьте не менее 2 см. Это пространство необходимо при тепловом расширении змеевика.

Особое внимание необходимо уделить пожаробезопасности системы. Между печью и деревянными перегородками непременно должны оставаться воздушные прослойки, так как именно перегрев деревянных конструкций является первой причиной возгораний. Лучше всего выполнить облицовку кирпичом или другими огнеупорными материалами.

Печные теплообменники

Схема обустройства змеевика

На схеме изображен один из вариантов змеевика. Такой тип обменника хорошо размещать в отопительно-варочных печах, потому как его строение легко позволяет разместить сверху плиту.

С целью уменьшения трудоемкости процесса изготовления можно внести немного изменений в данную конструкцию и заменить верхнюю и нижнюю П-образные трубы на профильную трубу. Кроме того, вертикальные трубы тоже заменяются на прямоугольные профили в случае необходимости.

Если змеевик подобной конструкции устанавливается в печах, где не будет варочной поверхности, то для увеличения КПД обменника целесообразно добавить несколько горизонтальных труб. Обработку и вывод воды можно делать с различных сторон, это зависит от конструкции печи и устройства водяного контура.

Змеевики из листовой стали

Толщина стали для данного вида обменника должна составлять не менее 5 мм. В конструкции также используется профиль 60 х 40 мм и патрубки 50 мм, которые служат для ввода и вывода воды. Размер обменника зависит напрямую от длины топливника вашей печи.

Если обменник из стали планируется встраивать отопительно-кухонную печь, то целесообразнее будет соорудить конструкцию таким образом, чтобы раскаленный газ обтекал верхнюю полку обменника и выходил в дымооборот, находящийся в передней части змеевика. В таком случае над змеевиком можно установить варочную поверхность.

Теплообменник из листовой стали

Кроме того, существует вариант изготовления теплообменника из листовой стали в виде книжки, соединив стенки обменника трубами или профилем. В этом случае у регистра отсутствует верхняя полка, а для лучшей циркуляции можно добавить соединительных труб в верхней части регистра. Ввод и вывод можно делать как на задней части обменника, так и на боковой стенке.

В этом случае варочную плиту можно размещать прям над поверхностью регистра.

Как монтировать водяной контур

Монтаж происходит таким же образом, как и монтаж при любой другой системе отопления. Единственный момент, который нужно учитывать — «обратка» при печном отопление расположена выше.

Циркуляция теплоносителя бывает трех видов :

1. Естественная. Для естественной циркуляции монтаж труб нужно осуществлять под максимально допустимым уклоном. Кроме этого, в том месте где труба выходит из печи необходимо устроить «коллектор разгона»: для этого трубу направляют вертикально в высоту 1–1,5 м, а потом вниз к радиаторам по наклонной.

• Принудительная. Этот вид циркуляции увеличивает КПД до 30%. В схему добавляется циркулярный насос, который и создает давление теплоносителя. Однако устраивать систему с одним только видом принудительной циркуляции нежелательно, ведь в случае перебоев с электроэнергией или выходом насоса из строя циркуляция воды не будет осуществляться, что приведет к закипанию теплоносителя в системе.
• Комбинированная. Для данного вида циркуляции необходимо совместить монтаж труб с уклоном, как описано в первом пункте, с насосом. Насос в данном случае подключается в систему по параллельной магистрали, как указано на схеме 4. При такой комбинации насос будет работать при наличии электроэнергии, при ее отсутствии циркуляция будет осуществляться естественным путем.

Монтаж печи

Монтаж печи обычно доверяют мастеру, потому что не имея опыта сложить грамотную конструкцию самостоятельно вряд ли получится.

Размер печи зависит от площади дома — чем больше дом, тем больше должна быть печь. Если вес печи превышает 750 кг, то в том месте, где она будет выложена, необходимо подготовить специальный фундамент. От основного фундамента печной постамент должен быть отделен зазором, заполненным песком. Важно также сделать правильную термоизоляцию пола в этой части.

Монтаж отопительной печи с водяным контуром

Печное отопление с водяным контуром — одно из самых практичных и дешевых решений обогрева частного дома. При всей своей эффективности монтаж такой системы не требует больших материальных затрат, кроме того, данный вид отопления может привнести изюминку в дизайн вашего дома.

Строительство кирпичной печи с водяным контуром: видео

Печь с водяным контуром: фото

Печь с водяным контуром для отопления дома: варианты реализации

Печное отопление – это классика для холодной России, но почему-то часто оно рассматривается лишь как альтернатива отоплению центральному, электрическому или газовому. Между тем, печь с водяным контуром для отопления дома может обеспечить его обитателей не только желанными ваттами тепловой энергии, но и горячей водой для бытовых и санитарно-гигиенических нужд.

Современную печь-камин с успехом применяют для отопления частного дома

Преимущества и недостатки печного отопления

Обычная дровяная печь или камин нагревают помещение за счёт сочетания радиационного и конвекционного теплообмена. Прогревшиеся массивные стены печи излучают тепловую энергию, передавая её воздуху и предметам обстановки помещения. Холодный воздух постепенно замещается нагретым.

Печное отопление обладает рядом несомненных преимуществ:

• не требует подключения к электрическим и газовым коммуникациям. Топливо: дрова, уголь, брикеты из торфа – как правило, дешёвое и экологически чистое, его сжигание не наносит вреда окружающей среде;
• радиационный теплообмен является наиболее комфортным;

Интересно! Радиационный (он же лучистый) теплообмен – единственный вид теплообмена, который происходит без участия теплоносителя.

Русская печь обогревала дома многих поколений наших предков

• большинство печей для дома (длительного горения или обычных) многофункциональны, могут быть использованы не только для отопления, но и для нагрева воды и приготовления пищи (как внутри печи, так и на варочной поверхности);
• в жаркое время года массивная кирпичная печь для дома способствует кондиционированию помещения: за счёт того, что она всегда построена на отдельном фундаменте, излишек тепла выводится в землю;
• печь или камин создают особую атмосферу в доме и во многих случаях являются элементом, определяющим стиль интерьера.

Камин создает особую атмосферу в доме и задает стиль интерьера

Однако наряду с преимуществами печному отоплению присущи и недостатки:

• размеры — мощность отопительных печей для дома зависит от их габаритов;
• инерционность — традиционная печь для дома из кирпича требует очень много времени для разогрева и выхода в рабочий режим. Правда, современные чугунные печи для дома, печи-камины, буржуйки и булерьяны практически избавлены от этого недостатка;
• высокая теплопотеря из-за низкого КПД (коэффициент полезного действия) — большое количество тепловой энергии уходит через дымоход в атмосферу;
• невозможность обеспечить равномерный прогрев дома. Горячий воздух постепенно вытесняет холодный, но происходит это неравномерно — температура может быть слишком высокой рядом с печью и слишком низкой на расстоянии от неё;

Факт! Печь может обогреть только те помещения, которые примыкают к ней непосредственно. Поэтому в удалённых от неё частях здания часто приходилось устраивать дополнительную печку.

Принцип печного отопления — горячая печь излучает тепловую энергию в окружающее пространство (лучистый теплообмен), затем холодный воздух замещается нагретым (конвекционный теплообмен)

• необходимость постоянного обслуживания — печь требует закладывать дрова, чистить зольники от шлаков и дымоходы от сажи и мусора, поддерживать процесс горения, регулировать тягу;
• сложность управления — управлять процессом сгорания топлива в печи сложнее, чем в котлах;
• необходимость хорошей тяги — тяга нужна для интенсивного горения, а также для вывода угарных газов;
• пожароопасность — для обеспечения пожарной безопасности необходима изоляция дымоходов, особенно для печи в деревянном доме. Дополнительный фактор пожароопасности создается тем, что мгновенная остановка процесса горения в печи невозможна;
• необходимость постоянного пополнения и хранения запаса топлива, а также утилизации отходов: шлака и золы.

Для обеспечения работы печи требуется её постоянное обслуживание: закладка дров, чистка зольников и дымоходов, контроль за процессом горения, регулировка тяги

Печь с водяным контуром для отопления дома: преимущества

Как уже было упомянуто, обычная печь не в состоянии обеспечить равномерный прогрев всех помещений в доме. В современных печах и каминах эту проблему частично решают, монтируя конвекционную камеру, к которой подключают систему воздуховодов. В результате поток тёплого воздуха от печи не предоставлен самому себе, а перемещается в ограниченном пространстве труб и регулируется задвижками, заслонками, решётками и прочими дополнительными устройствами.

Однако воздуховодные каналы громоздки, съедают полезное пространство, с увеличением их длины и количества поворотов возрастают теплопотери. Они нуждаются в наблюдении и обслуживании: периодической очистке от пыли, сажи и копоти. Сам воздух обладает низкой удельной теплоёмкостью, для передачи тепла в удалённое от печи помещение требуется принудительное нагнетание нагретых воздушных масс вентилятором. Поэтому вода, как теплоноситель, во многих отношениях предпочтительнее воздуха.

Комбинированная система отопления коттеджа с применением печи-камина с водяным контуром и солнечных коллекторов

Факт! Удельная теплоёмкость воды почти в 4 раза превышает удельную теплоёмкость воздуха. Достаточно сравнить 4,187 кДж/(кг×К) и 1,055 кДж/(кг×К).

Горячую воду легко транспортировать по трубопроводам небольшого диаметра, передавая при этом тепловую энергию на значительные расстояния. Кроме того, вода – безвредное, негорючее, нетоксичное, химически нейтральное и всегда доступное вещество.

Принцип работы печного отопления с водяным контуром

Принцип работы отопительного контура прост – теплоноситель (в данном случае, вода) во время сгорания топлива нагревается, затем распространяется по трубам, отдавая при этом тепло окружающему пространству.

Схема подключения камина с водяным теплообменником в закрытую систему отопления с бойлером-накопителем: 1 – смесительный клапан; 2 – циркуляционный насос; 3 – расширительный бак; 4 – аварийный клапан; 5 – топка с теплообменником; 6 – бойлер-накопитель; 7 – радиаторы отопления

Прообраз современных твердотопливных котлов и печей на дровах длительного горения для дома знаком многим – это «шведка». В шведскую печь встроен металлический резервуар, который перед закладкой дров и растопкой наполняется холодной водой. И, хотя вода в процессе топки нагревается долго, так же долго она отдаёт тепло – спустя много времени после того, как пламя погаснет.

Постепенно ёмкость для воды была преобразована в теплообменник, в результате чего появилась возможность подключать систему магистралей для отопления дома и горячего водоснабжения.

Современные отопительные печи с варочной поверхностью или духовкой выглядят стильно и замечательно вписываются в любой интерьер

Конструкция печей с водяным отоплением

Отличительной особенностью любой печи для отопления дома, оснащённой водяным контуром, является теплообменник, иначе называемый змеевиком, радиатором или котлом. Это устройство способно обеспечить нагрев неограниченного количества воды. Габариты и форма бака зависят от объёма топочной камеры и могут варьироваться в самых широких пределах.

Теплообменник

В некоторых модификациях печей для отопления дома теплообменник устанавливается непосредственно в топку, но при таком способе существует опасность протечки теплоносителя (то есть, воды) или даже взрыва при его перегреве и закипании. Кроме того, в этом случае неизбежно уменьшается ёмкость топочной камеры. Более безопасным вариантом является встройка теплообменника в колпак дымохода. При этом большая часть горячего воздуха, поднимающегося из топки, будет нагревать теплоноситель, а не улетучиваться через трубу на улицу.

Схема установки печи-камина с водяным контуром для горячего водоснабжения

Расчёт мощности и размеров теплообменника

Самостоятельный расчёт мощности и размеров теплообменника довольно сложная задача для того, кто не является инженером-теплотехником, но в большинстве случаев возможно сделать приблизительную оценку.

Полезный совет! Практикой доказано, что при высоте потолков от 2,5 до 2,7 м на 10 м 2 площади дома требуется от 1 до 1,2 кВт мощности отопительной системы.

Обычная печь для дома на дровах в течение часа выделяет примерно 6,5 тысяч кКал, что достаточно для прогревания небольшого дачного дома. Наличие водяного контура повысит уровень комфорта вдвое. После расчёта теплопотерь можно рассчитать мощность самого теплообменника. Теплосъём с каждого квадратного метра его площади варьируется в пределах от 5 до 10 кВт. Этот факт и лежит в основе определения потребной мощности.

При выборе теплообменника для печи или камина необходимо учитывать параметры строения и системы отопления в нём

На самом деле, нет нужды погружаться в сложные формулы. Достаточно обратиться к специалистам, которые руководствуясь уже готовыми таблицами, подберут теплообменник для печи частного дома, соответствующий заданным параметрам строения и системе отопления в нём.

Прежде чем определиться с конструкцией регистра (он же теплообменник) печи для дома, следует решить, из какого материала он будет сделан. Существует несколько вариантов:

• медь — с одной стороны, медный змеевик очень эффективен, так как теплопроводность этого материала одна из лучших. С другой – его температура плавления равна 1083°С, а в топке – при нештатных ситуациях, возникновение которых никогда нельзя исключить полностью, – она может подняться до 1200°С. Поэтому на использование меди в топливнике кирпичной печи наложен категорический запрет. Дополнительно нужно обратить внимание на то, что образующийся при охлаждении контура конденсат содержит агрессивные химические соединения, которые вызывают коррозию;
• чугун — чугунные радиаторы очень устойчивы к воздействию коррозии, но отличаются хрупкостью, а температурные деформации, возникающие при остывании и нагреве, могут привести к образованию трещин и порче теплообменника. Кроме того, регистр из чугуна – ввиду того, что этот металл плохо поддаётся обработке – собирается из литых деталей с использованием резьбы и уплотнителей, что приводит к понижению надёжности агрегата в целом;

Кирпичная печь-голландка одна из самых простых печей с хорошими КПД и теплоотдачей

• сталь — наиболее доступный и легкообрабатываемый материал. Теплообменники рекомендуют делать из жаропрочной стали толщиной от 3 до 5 мм, используя при этом бесшовные трубы. При этом следует поддерживать такой режим отопления, при котором образуется как можно меньше конденсата, и никогда не сливать теплоноситель, потому как стальные изделия подвержены коррозии;
• жаростойкая нержавеющая сталь — лучший, но и самый дорогой материал для радиатора печи для частного дома.

Полезный совет! Самая подходящая сталь для теплообменника – марки AISI 304. При изготовлении деталей желательно использовать лазерную резку и сварку в аргоновой среде.

Конструкция печи-камина с водяным контуром

Конструкция

Теплообменник – в зависимости от его материала – может быть изготовлен из круглых или профильных прямоугольных труб, металлического листа, а также из сочетания этих деталей. Месторасположение и способ установки определяется его формой:

• теплообменник из листовой стали — может быть помещён в самое жаркое место, то есть — в топочную камеру. Для изготовления используется стальной лист 3÷4 мм толщиной в сочетании с трубами диаметром 40÷50 мм для подключения подающей и обратной магистралей. Во избежание образования паровых пробок верхняя труба для подачи воды должна быть в самой верхней точке теплообменника, ибо при проникновении паровой пробки в систему отопления возникает опасность гидроудара. Что в свою очередь приведёт к разрушению труб или радиаторов. Чтобы вода в теплообменнике не закипела, его внутренний зазор должен быть не менее 30 мм;

Стальные трубы для изготовления теплообменника печи

• теплообменник из труб — делается из труб: круглых диаметром 40÷50 мм или прямоугольных профильных сечением 40×60 или 60×60 мм. Также может быть расположен в топке (при условии, что сделан не из меди), пространственное решение зависит от конкретной печи. Главное – устройство не должно загораживать дверцу для закладки топлива, колосники и дымооборотные каналы. Если печь является отопительной-варочной, то трубы теплообменника прокладывают только вдоль боковых плоскостей топочной камеры;
• трубчатый плоский регистр — чаще всего располагаются в дымооборотных каналах или колпаке печи, где условия более щадящие, поэтому могут прослужить дольше, чем радиаторы, находящиеся в топке. Размеры их весьма внушительны, так как находятся они в местах, где теплосъем низкий, и должны быть просчитаны заранее, ибо не должно возникать препятствий для выхода дымовых газов.

Размещать печь в доме необходимо с соблюдением правил пожарной безопасности

Монтаж теплообменника должен производиться только в ему предназначенную печь для дома. Видео- и фотоинструкции наглядно подтверждают необходимость привлечения специалиста-печника и соблюдения ряда правил:

• теплообменник после изготовления должен быть дважды опрессован давлением в 6 бар: до установки в печь, а также после неё;
• теплообменник монтируется сразу после устройства фундамента под печь, после чего выполняют её кладку;
• абсолютно не рекомендовано вмуровывать теплообменник в кладку печи! Между ним и стенками должен быть зазор в 10÷15 мм, компенсирующий тепловое расширение;

Элементы комбинированой системы отопления коттеджа с камином и солнечными коллекторами

• при монтаже труб следует оставлять зазор в 5 мм и заполнять его асбестовым шнуром или другим жаропрочным уплотнителем;
• отрезок трубы на выходе должен иметь длину не менее 10÷15 см. Это позволит нарезать новую резьбу в случае её повреждения;
• трубы отопления соединяются с теплообменником только с использованием жаропрочного уплотнителя;
• реконструкцию готовой печи с целью установки в неё водяного контура должен делать только специалист.

Для обустройства печи лучше воспользоваться услугами опытного печника

Эксплуатация печи-камина с водяным контуром отопления

Для безаварийной работы отопительной системы необходимо также соблюдать правила эксплуатации:

1. Не использовать печь с незаполненным теплообменником: он быстро прогорит.
2. Во время работы печи не отключать теплообменник от системы отопления. Вода при нагреве расширяется, и повышенное давление может вызвать взрыв.
3. Не подавать холодную воду в разогретый теплообменник. Температурные деформации могут привести к его повреждению.
4. Для повышения эффективности отопительной системы можно использовать циркуляционный насос.
5. При необходимости в контуре печи с водяным отоплением использовать антифризы.
6. В самой нижней точке отопительной системы должен быть устроен кран для слива воды.

Чтобы отопительная система функционировала бесперебойно, соблюдайте правила эксплуатации

Основные недостатки печи для дома с водяным отоплением

Основные недостатки водяной системы отопления связаны с физическими свойствами теплоносителя, то есть воды. Замерзая при 0°С, вода (точнее, уже лёд) достигает максимального объёма при -4°С. Расширение замёрзшей в трубах воды может привести к их разрыву. Во избежание этого необходимо сливать воду из отопительной системы, если она не эксплуатируется в холодное время года, или заменять на специальный антифриз.

Котлы длительного горения на дровах для дома: устройство и разновидности.Как устроены котлы длительного горения на дровах для дома. Виды дровяных котлов длительного горения.

Соблюдение правил эксплуатации печи в доме, фото- и видеоинструкции помогут избежать ошибок и подскажут оптимальные способы нейтрализации недостатков.

Об установке современной кирпичной печи лучше подумать еще на стадии проектирования дома, так как она предполагает обустройство дымохода и воздуховодов

Современная кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома – это сложная инженерная теплотехническая конструкция. Её установка требует разработки отдельного проекта ещё на стадии замысла всего строения в целом и, скорее всего, не обойдётся без привлечения специалистов.

 

Устройство печи для дома с водяным контуром для отопления своими руками

Пожалуй, для студеной России печное отопление является настоящей классикой. Жаль, что в последнее время его рассматривают только в качестве альтернативы центральному, газовому или электрическому отоплению. А ведь хорошая печь, оснащенная водяным отопительным контуром, обеспечит жителей дома не только уютным теплом, но также и горячей водой для различных нужд.

Дровяные печи для отопления дома: преимущества и недостатки

Традиционный камин или обычная печь нагревают воздух в помещении с помощью конвекционного и радиационного теплообмена. Толстые печные стенки отдают тепловую энергию окружающей среде, нагревая и предметы обстановки и воздух в помещении. Постепенно место холодного воздуха занимает теплый.

Печное отопление имеет массу неоспоримых достоинств:

• из всех видов теплообмена, радиационный является особенно комфортным. Это единственный способ теплообмена, в котором не участвует непосредственно теплоноситель;
• не нуждается в наличии газовых и электрических коммуникаций. Требуемое для отопления топливо вполне доступно, достаточно дешево, экологически безвредно;
• в теплое время года габаритная каменная печь осуществляет своеобразное кондиционирование помещения. Имея свой собственный фундамент, с его помощью она может выводить в грунт лишнее тепло;
• большая часть печей способна выполнять разные функции – отопление помещения, готовка еды, нагрев воды;
• камин или печь создают в жилище особо теплую и уютную атмосферу, часто определяя общий стиль дома;

Но, наряду с достоинствами, отопление печью имеет и некоторые недостатки:

• инерционность – любая кирпичная печка нуждается в определенном количестве времени для выхода в рабочий режим и хорошего разогрева. Но чугунные изделия, печи-камины, булерьяны и буржуйки от данного недостатка избавлены;
• размеры – греющая мощность печи прямо связана с ее величиной;
• низкий КПД, объясняемый большими потерями тепла. Много тепловой энергии улетучивается с дымом в трубу;
• неравномерное распределение температуры в жилище. Холодный воздух в комнате постепенно заменяется теплым, но не достаточно равномерно. Возле печи обычно бывает слишком жарко, а на расстоянии от нее может быть довольно прохладно;
• печью можно обогреть только прилегающее к ней помещение, поэтому в удаленных от нее комнатах необходимо дополнительное отапливающее устройство;
• устройство требует фактически постоянного обслуживания: необходимо периодически подбрасывать в нее топливо, поддерживать активное горение, чистить дымоходы и зольники от мусора и сажи, контролировать и регулировать тягу;
• сложность обслуживания – процессом горения необходимо управлять, это достаточно ответственная задача;
• наличие отличной тяги – она просто необходима для процесса горения и своевременного удаления газовых отходов;
• обеспечение топливом – запас топлива должен постоянно возобновляться. Зола и шлак должны удаляться;
• пожароопасность – чтобы обезопасить отопительное устройство, необходимо тщательно изолировать дымоходы. Особенно это касается строений из дерева. Еще один фактор повышенной опасности – невозможность моментального прекращения горения.

Печь с водяным контуром: преимущества

Одна обычная печь не может обеспечить одинаковый нагрев всех имеющихся в жилище помещений.

В современных каминах и печах данный недостаток частично устранен: устраивается специальная конвекционная камера, соединенная с системой воздуховодов. Исходящий от нагретой печи поток горячего воздуха направляется не куда попало – его перемещение по трубам регулируется решетками, задвижками, заслонками и прочими приспособлениями.

Но эти каналы достаточно громоздки, занимают нужное полезное пространство. Чем больше их длина и число поворотов, тем более высоки возможные потери тепла. Воздуховоды нуждаются в контроле и регулярном обслуживании, чистке от копоти, пыли и сажи. У воздуха очень низкая собственная теплоемкость, поэтому чтобы согреть удаленное от источника тепла помещение, нужна принудительная вентиляция.

По этой причине вода во многом предпочтительней воздуха в роли теплоносителя. Нагретая жидкость прекрасно транспортируется по нетолстым трубам, и способна на значительное расстояние переносить тепло. К тому же, это совершенно безвредное, нетоксичное, негорючее, химически нейтральное и абсолютно доступное вещество.

Отопительная печь с водяным контуром: принцип работы

Отопительный водяной контур имеет довольно простой принцип работы. Вода, являющаяся теплоносителем, нагревается при сгорании топлива, затем движется по трубам, неся и отдавая тепло, поднимая тем самым температуру окружающего воздуха.

Прообразом большинства современных дровяных печей и твердотопливных котлов является знакомая многим печь «шведка». В ее конструкции имеется встроенный резервуар из металла, наполняемый водой перед растопкой и закладкой топлива. Конечно, вода в процессе сгорания топлива греется достаточно долго.

Но ведь такое же длительное время она и излучает в пространство тепло. даже спустя значительное время после окончания топки и погасания пламени. Со временем емкость постепенно преобразовалась в теплообменник, благодаря чему для горячего водоснабжения и отопления жилища стала использоваться система магистралей.

Печь с водяным отоплением: конструкция

Обязательным элементом любой отопительной печи с водяным контуром считается теплообменник, по-другому называемый котлом, змеевиком или радиатором. Такое устройство способно достаточно быстро нагревать довольно значительные объемы воды. Форма бака и его размеры зависят от габаритов топочной камеры: они могут варьировать весьма значительно.

В отдельных моделях отопительных печей такой теплообменник может быть размещен в топке, но такой метод чреват возможностью протечки воды, а в худшем случае взрывом при перегреве воды и образовании большого количества пара. К тому же, использование такого способа сокращает полезный объем топочной камеры.

Гораздо удобнее и безопаснее встраивать змеевик в колпак дымохода. При таком устройстве значительная часть поднимающегося из топки раскаленного воздуха будет греть теплоноситель, а не выбрасываться через трубу в атмосферу.

Водяная отопительная печь: расчет размеров и мощности теплообменника

Самостоятельное осуществление всех необходимых расчетов по размеру и мощности теплообменника представляет собой достаточно сложную задачу для неспециалистов. Но сделать приблизительную прикидку обычно вполне удается своими силами.

Опыт показывает, что для десяти квадратов площади дома (с высотой потолка 2,5-2,7 метра) необходимо 1-1,2 кВт отопительной мощности.

Обычная домашняя дровяная печь за час регенерирует около 6,5 тыс. кКал, вполне достаточных для обогрева средних размеров дачного дома. Одно только присутствие водяного контура вдвое увеличивает показатели комфортности. Сначала необходимо выполнить расчет теплопотерь, после чего можно переходить к определению мощности непосредственно теплообменника.

Показатели теплосъема с одного квадратного метра его S (площади) колеблются от пяти до десяти кВт. В основе нахождения требуемой мощности и лежит это положение. Нет необходимости самим овладевать сложными формулами. Намного удобнее обратиться к профессионалам, которые по имеющимся таблицам определят оптимальные габариты теплообменника для печи заказчика. Причем сделают это в строгом соответствии с параметрами постройки и имеющейся в ней отопительной системой.

Устройство печи с водяным отоплением: используемые материалы

Перед тем, как приступить к выбору конструкции будущего теплообменника нашей печи, необходимо определиться с материалом для его изготовления. Могут быть использованы различные варианты.

• Чугун. Радиаторы из данного материала чрезвычайно устойчивы к образованию коррозии, но они имеют некоторую хрупкость. Вероятные температурные деформации, образующиеся при нагреве и остывании, могут стать причиной появления дефектов и трещин, ведущих к порчи самого регистра (теплообменника).
• Медь. Этот материал обладает одним из лучших показателей теплопроводности, поэтому змеевик из него должен быть весьма эффективен. Но его t плавления составляет всего 1083 градуса, а в топке при возникновении внештатной ситуации она вполне может достичь полных 1200 градусов. Именно по этой причине для топливника печи категорически запрещается использовать медь. Кроме того, при охлаждении такого контура может образовываться конденсат, в котором присутствуют агрессивные химические вещества. Они могут стать причиной образования коррозии.
• Сталь. Замечательный материал, вполне доступный и легкообрабатываемый. Для изготовления змеевиком лучше всего использовать жаропрочную сталь три-пять сантиметров толщиной, в виде специальных бесшовных труб. Желательно обеспечивать системе такой режим горения, при котором будет образовываться минимальное количество конденсата. Теплоноситель нельзя сливать, так как изделия, выполненные из стали, весьма подвержены коррозии.
• Сталь жаростойкая нержавеющая. Лучший материал для радиатора, но в то же время и самый дорогостоящий.

Оптимально подходящая для изготовления змеевика сталь — AISI 304. Для работы с ней потребуется аргоновая сварка и лазерная резка для металла.

Кирпичные печи с водяным отоплением: конструкция

В зависимости от используемых материалов, теплообменник может изготавливаться из металлических листов, прямоугольных профильных или круглых труб, или из их сочетаний. Способ установки и место расположения этого элемента будет зависеть от его формы.

• Изделие из листовой стали. Такое устройство можно поместить в топочную камеру, то есть в самое жаркое место. Для его изготовления потребуются толстые листы стали (3-4 мм) и трубы для подключения магистралей (40-50 мм) – обратной и подающей. Чтобы не образовывались опасные паровые пробки, подающая воду труба должна находиться в верхней точке змеевика. Проникновение в систему отопления паровой пробки может стать причиной гидроудара, способного вызвать разрушение радиаторов и труб. Внутренний зазор в теплообменнике должен составлять не меньше 30 мм, чтобы вода в нем не закипела.
• Изделие из труб. Для его изготовление понадобятся профильные прямоугольные трубы 6×6 или 4×6 см, или круглые 4×5 см диаметром. Его можно расположить в топке, при условии, что он не содержит меди. Вообще решение о его расположении зависит от устройства печи. Необходимо предусмотреть, чтобы оно не загораживало дымооборотные каналы, дверцу для добавления топлива и колосники. В отопительно-варочной печи трубы теплообменника должны быть проложены по бокам стенок топочной камеры.
• Регистр трубчатый плоский. Такие устройства обычно монтируют в колпаке печи или в дымооборотных каналах, где условия более мягкие, и при них радиатор сможет прослужить дольше, чем непосредственно в топке. Они имеют значительные размеры, и находятся в местах с низким теплосъемом. Параметры конструкции должны быть заранее просчитаны, чтобы для выхода газов и дыма не было никаких препятствий.

Монтаж отопительных водяных печей

Теплообменник должен быть установлен исключительно в печь, предназначенную для данной модели. Инструкции подтверждают важность соблюдение имеющихся правил и необходимость участия в монтаже печника профессионала.

• После изготовления теплообменник дважды опрессовывают: до помещения в печь и после;
• Змеевик необходимо установить непосредственно после изготовления печного фундамента, а затем уже приступают к кладке;
• Крайне не желательно теплообменник вмуровывать в саму каменную кладку. Между стенками и этим элементом необходим зазор в один-полтора сантиметра: он будет компенсировать расширение при нагреве.
• Зазор при монтаже труб должен иметь размер около 5 мм: он заполняется каким-то жаропрочным уплотнителем, например, асбестовым шнуром.
• На выходе отрезок трубы должен быть не короче 10-15 сантиметров. В случае повреждения резьбы будет возможность сделать новую.
• Для соединения теплообменика и отопительных труб применяется особый жаропрочный уплотнитель.
• Реконструкцией печи и установкой водяного контура занимается исключительно специалист.

Печь-камин с водяным контуром: эксплуатация

Чтобы отопительная система работала бесперебойно и без аварий, важно соблюдать необходимые правила эксплуатации:

• Нельзя отключать теплообменник (во время работы печи) от системы отопления. Нагреваясь, вода сильно расширяется, и повышенное давление в системе может стать причиной взрыва.
• Нельзя эксплуатировать печь, теплообменник которой не заполнен. Он может быстро прогореть.
• Не рекомендуется подавать в нагретый теплообменник ледяную воду. Деформация от перепадов температуры может повредить устройство.
• Чтобы повысить рабочую эффективность систему, используют специальный циркуляционный нанос.
• В контуре водяной печи при необходимости применяют антифризы.
• Обязательный кран для слива воды монтируют обычно в нижней точке системы отопления.

Печь с водяным отоплением: недостатки

Имеются ли какие-то недостатки у подобной отопительной системы дома?

Они есть, и связаны они, главным образом, с особенностями и свойствами воды, то есть используемого теплоносителя. Превращаясь в лед при нуле градусов, максимального объема вещество достигает при -4°С.

Такое расширение замороженной воды в трубах может стать причиной их разрыва. Чтобы этого не случилось, в холодное время желательно заливать в систему специальный антифриз. Или же сливать воду из системы в сильные морозы, если она даже временно не эксплуатируется. Строгое следование правилам эксплуатации домашней водяной печи избавить вас от возможных ошибок, и поможет нейтрализовать недостатки.

 

Источники: http://dachadizain.ru/dom/otoplenie/pechnoe-otoplenie-s-vodyanym-konturom.html, http://remoo.ru/otoplenie/pech-s-vodyanym-konturom-dlya-otopleniya-doma/, http://domsdelat.ru/otoplenie/ustrojstvo-pechi-dlya-doma-s-vodyanym-konturom-dlya-otopleniya-svoimi-rukami.html

Как вам статья?