Печи для отопления дома с водяным контуром

Камин, печь – все эти приспособления дают теплоту, ощущение живого огня, но имеют предельно низкий КПД, Чтобы повысить уровень энергоэффективности следует отдать предпочтение более оптимальным устройствам. В особняке за городом можно своими руками поставить печь с водяным контуром для отопления дома. Рассмотрим готовые решения, технику исполнения собственными силами.

Печное отопление

Как система энергообеспечения, печное отопление применяется очень давно и обладает рядом преимуществ:

1. Не требует подключения к сети питания. Для отопления нужны твердые материалы типа дров, угля, брикетов.
2. Позволяет реализовать лучистую систему отопления, при которой стенки печи накапливают и передают тепло в помещение. Тип системы считается одним из самых лучших, сохраняющих заданные температуры долгое время.
3. Правильно сложенная печь греет комнаты, служит для подогревания воды, приготовления пищи. Нет затрат электроэнергии, газа, а значит, снижаются расходы на содержание жилья.
4. В холодное время года печь аккумулирует тепловую энергию, передавая ее в помещения. В жару конструкция также нагревается, беря на себя избыточное тепло, что помогает поддерживать в комнатах прохладный климат.

Вид отопления считается самым экологически чистым и безопасным. Но есть и минусы:

• необходимо участие человека для закладки топлива;
• нужно регулярно чистить дымоход и поддувало от золы;
• чем больше размер конструкции, тем больше теплоотдача – печка может занимать много места;
• если нет системы водяного отопления, то прогрев будет идти только в комнаты, которые соприкасаются стенами с печью;
• для нормальной работы требуется время, в течение которого печка прогревается;
• стандартный уровень КПД не более 40%, но при этом система обладает высокой мощностью, при прогревании сильно накаляется, но остывая, отдает все тепло, много энергии вылетает в дымоход;
• процесс горения практически неуправляем, потушить огонь в печи сложно;
• дымоходы нужно размещать так, чтобы они обеспечивали хорошую тягу, изолировать от других строительных конструкций;
• требуется запас топлива.

Получается, что печное отопление – дело хлопотное и затратное. И если в домах сезонного проживания такие заботы становятся приятным дополнением, то в особняках круглогодичного проживания они доставляют неудобства. Лучше рассмотреть варианты магистрального газового отопления или сделать систему с использованием баллонного газа.

Выгода отопления с водяным теплоносителем

Дополнение печи конвекционными воздушными каналами – явный плюс. Такая система позволяет транспортировать теплый воздух в другие помещения, которые не соединяются с конструкцией стеной.

Воздух выступает теплоносителем, но требует сооружения воздуховодов, и тут можно найти несколько минусов:

1. Воздуховоды отличаются большими габаритами, что не всегда удобно для помещений небольшой площади.
2. Трубопровод может оказывать большое сопротивление движению потоков. Это встречается при наличии поворотных элементов в воздуховодах.
3. Воздух имеет низкую теплоемкость, чтобы нагреть комнату, расположенную от печки довольно далеко, нужно затратить значительное количество топлива.
4. В процессе протапливания выделяются сажа, пыль, которые будут оседать на внутренних стенках воздуховодов и рано или поздно приведут к их засорению.

Лучший вариант для отопления частного дома – печь с котлом водяного отопления. Вода является оптимальной альтернативой прочим теплоносителям. Жидкость имеет высокую удельную теплоемкость, потому может принимать и отдавать намного больше тепловой энергии. К тому же транспортировать воду можно посредством труб малого диаметра; вода не горит, не выделяет токсичных веществ, доступна и стоимость ее невысока.

Недостаток один – вода быстро замерзает. При -0 С вода превращается в лед, может разрушить все системы отопления. В сочетании с кислородом вода приобретает коррозийную активность, негативно влияя на металлические элементы. Дополнительный недостаток применения жесткой воды – образование накипи, которая будет оседать на внутренних стенках трубопроводов.

Придется принимать меры, чтобы снизить риск порчи элементов:

• Если печь используется круглогодично (в домах постоянного проживания), то отопительный контур не пострадает. Современные котлы срабатывают при +5 С, подавая сигнал, что пора повышать температуру.
• В домах сезонного проживания из системы лучше спустить воду, чтобы не разморозить все конструкционные элементы.
• Для обеспечения нерегулярных потребностей тепла можно поставить электрический котел. Таким образом, приезжая на дачу или возвращаясь с работы, хозяева сначала запускают электрокотел, который дает время для растопки печи, циркуляции водяного теплоносителя. Электрокотел потом выключается, а печка нагревает комнаты в обычном режиме.
• Для уменьшения коррозии в воду добавляют специальные присадки. Можно сделать закрытую систему водяного контура, в этом случае кислород в воду не попадает и риск порчи трубопровода снижается.

Примеры печей промышленного изготовления с водяным контуром

Приобретение готовых изделий в некоторых случаях выгоднее, чем печное отопление с водяным контуром в деревянном доме, сделанное своими руками.

Причины следующие:

1. Готовое изделие обойдется дешевле, чем строительство своими силами или с привлечением специалистов.
2. Конструкции созданы на основе опытных образцов, технология отработана и хозяин уже не сможет нарушить технику обустройства, а значит, снижается риск поломки, возникновения пожара.
3. Изготавливаются готовые системы из жаропрочного чугуна, стали, которые нельзя купить для формирования собственной печи и системы отопления.
4. Промышленное предприятие обладает большими возможностями для изготовления конструкций, соответствующих нормативным требованиям.

Такие печи сохраняют длительный гарантийный срок, их проще смонтировать на месте, в комплекте уже идут готовые типовые проекты, по которым можно ориентироваться при создании новой системы отопления или интеграции в старую конструкцию.

Топка для камина с водяным контуром Аквариус

Это продукция компании Термофор. Топка может быть дополнена водяным контуром для формирования системы отопления в доме. Изделие выпускается в двух вариантах – с теплообменником для воды и без него. Что касается характеристик образцов, то они есть в технической документации.

Особенности конструкции:

• жаропрочное стекло позволяет наблюдать за интенсивностью горения без риска ожога;
• топливник выпускается в большом объеме, что снижает регулярность закладки сырья;
• защита из шамотного камня увеличивает срок службы изделия;
• продукция выпускается в разных размерах, поэтому можно подобрать топку под параметры камина;
• топка с теплообменником работает только в системах открытого типа.

Через систему водяного теплообменника система передает до 6 кВт энергии, что достаточно для помещений площадью в 55-65 м2 при высоте потолков до 2,7 м. Для прогрева комнаты, где установлен камин, нужно предусмотреть обустройство конвекционных потоков поверху топки, чтобы теплый воздух равномерно распределялся по комнате.

Важно! Любую систему с водяным контуром запрещено запускать в работу без жидкости.

Применение изделия в качестве системы отопления в доме будет более практичным, если на обратной линии установить циркуляционный насос с байпасом. В этом случае вода может транспортироваться как естественным, так и принудительным образом.

Котел отопительный на твердом топливе Armada 20

Также изделие от российского производителя, представляющее собой печь с водным теплоносителем. Характеристики Armada 20 даны в технической документации и зависят от габаритов конструкции.

Особенности:

1. Теплообменник оснащен большим количеством труб, поэтому общая площадь теплосъема намного больше, чем объем теплоносителя. Такая особенность обеспечивает значительную теплоотдачу.
2. Дверца дополнена жаропрочным стеклом.
3. Поверхность котла оснащена варочной поверхностью, поэтому этот печной котел отопления для частного дома может выполнять функции плиты.
4. Верхняя часть топки съемная, что облегчает процесс чистки конструкции и дымохода от сажи.
5. Наружные части теплообменника исполняют роль воздушного конвектора.
6. Котел предназначен для сжигания твердых видов топлива.
7. Без воды запускать оборудование в работу нельзя.
8. Конструкция встраивается в открытую, закрытую систему отопления при показателях рабочего давления не выше 3 Мпа.

Печь с водяным контуром Armada 20 может использоваться в качестве системы отопления для большого дома, применяться для подогрева воды, приготовления пищи.

Как сделать водяной контур в кирпичной печи

Специалисты отмечают следующие достоинства системы:

• Кирпичная печь с котлом водяного отопления является неплохим аккумулятором тепла. То есть, кроме запуска и транспортировки теплоносителя печь сама неплохо накапливает и отдает тепло в помещение, в котором она расположена.
• Конструкция дополняется варочной панелью, что позволяет экономить прочие энергоносители. Причем для совмещения плиты и печи не придется делать разные дымоходы, достаточно одного.
• Передача тепла равномерная, вода будет прогреваться постепенно, а значит, температура теплоносителя не снизится до тех пор, пока не погаснет огонь в топке. Таким образом прогрев помещений осуществляется в мягком и постоянном режиме.

Печка остывает долго, поэтому жидкость останется горячей, поддерживая тепло в комнатах дома. Минус только один – сложности при обустройстве системы.

Самые распространенные ошибки:

1. Встроенный теплообменник в топливник печи не работает в должном режиме из-за снижения объема. КПД уменьшается, при интенсивной циркуляции охлажденной воды накапливается сажа, что приведет к порче всей системы.
2. При встраивании теплообменника в дымовые каналы нарушается пропускная способность элементов. Это приводит к возврату угарного газа в помещение, отравлению.
3. Вмурованный в кладку теплообменник при нагревании расширяется, расшатывая кладку, печь, соответственно, все строение быстро разрушится.
4. Теплообменник высокой мощности встроен в дымоход, из-за чего снижается температура дымовых газов (происходит охлаждение водой). В итоге образуется конденсат, разрушающий всю систему, трубу и саму печь.

Чтобы не допустить неприятностей, следует либо пользоваться готовыми конструкциями, либо вызывать мастеров, которые умеют обустраивать систему отопления из печи с водяным контуром.

Виды теплообменников и зоны их расположения в печи из кирпича

Различаются элементы по типу материала, из которого они изготовлены:

• Медь. Металл с высоким показателем теплопроводности, но внутри печей применять нельзя. Температура оплавления медных элементов 1083 С, в топке температура поднимается до 1400 С.
• Чугун. Прочный и стойкий к огню, коррозии материал, но хрупкий и не переносящий перепадов температуры. Если в теплообменник долить порцию холодной воды, когда теплоноситель уже нагрет, чугун лопнет.
• Сталь. Хорошая альтернатива, но только если это жаропрочные сорта стали, причем толщина стенки должна быть 3-5 мм, трубы следует брать бесшовные. Недостаток в нестойкости к коррозии, поэтому следует брать стальные теплообменники для печей, работающих в закрытой системе отопления.
• Нержавеющая сталь. Это хороший выбор для владельцев частных домов. Марка изделия AISI 3040 гарантирует прочность, длительность срока службы, износостойкость и неподверженность коррозии.

Из чего делать теплообменник

Своими руками деталь можно изготовить из листовой стали или трубы.

Особенности следующие:

1. Элемент из листовой стали располагается в топке, облегает стенки, потолок, имеет выходные отверстия для закладки топлива и выхода газов. Лист должен быть толщиной в 3-5 мм, дополненный отверстиями под трубы диаметром в 40-50 мм, – это подающая и обратная магистрали. Внутренний зазор устраивается толщиной не менее 3 см, чтобы не допустить закипания жидкости. Выполняется конструкция так, чтобы подающая труба располагалась в самой верхней точке. В противном случае велик риск образования паровых пробок, что приведет к гидроудару в самих трубах, радиаторах отопления.
2. Теплообменник, сделанный из трубы, тоже помещается в топку. Пригодятся трубы с диаметром в 40-50 мм, можно брать профильные с прямоугольным сечением 40х60мм, 60х60 мм. Элементы свариваются в конструкцию по нужным размерам. Основное правило – теплообменник не должен загораживать дверцу для загрузки сырья, колосники, каналы для выхода дыма.
3. При обустройстве варочной панели на поверхности печи теплообменник в верхней части делать не нужно, достаточно облегания боковых поверхностей.
4. Если трубные детали выполняются в виде плоского регистра, то теплообменник размещается в дымоходных каналах. Но тут будет меньше тепла, поэтому придется брать трубы большего диаметра. Ставить такие элементы в готовую печь нельзя, все нагрузки и расчеты проводятся только на этапе выкладки печи.

Как рассчитать мощность теплообменника и его размеры

Стандартная формула расчетов – на 10 м2 площади нужно 1 кВт тепла. Чтобы просчитать мощность теплообменника, нужно взять за правило, что с 1 м2 элемента можно снять до 10 кВт тепла. Средние подсчеты показывают – при отоплении дровами с 1 м2 теплообменника в топливнике выходит до 6 кВт тепловой энергии в час. При отоплении углем до 8-10 кВт в час.

Пример расчета площади для дома, которому в час нужно 15 кВт тепловой энергии по формуле S=Q/Qу равно 15/6=2,5 м2. Здесь S = площадь дома, Q – тепловая энергия требуемая, Qу – тепловая энергия выделяемая. Расчет приведен для топки из стального листа. Получается, что общая площадь теплообменника, соприкасающегося с горячей средой в топке, равна 2,5 м2.

Правила монтажа водяного контура в печь

Чтобы поставить самодельный котел в печку для водяного отопления необходимо соблюдать правила:

• теплообменник устанавливается только в печь, которая предусматривает наличие элемента;
• после изготовления теплообменника его опрессовывают под давлением в 6 бар до установки на место и после монтажа в топку;
• компенсационный зазор между стенками печи и теплообменника должен быть не менее 5 мм, сюда лучше поместить жаропрочный уплотнитель;
• для соединения с трубами перемещения теплоносителя применяются жаропрочные уплотнители.

Правила эксплуатации

Требований немного:

1. Нельзя запускать работу без жидкости. Также запрещено отсекать теплообменную систему от отопления при работающей печи.
2. Доливать холодную воду в систему при нагретой жидкости нельзя, чтобы не спровоцировать прорыв сварных швов.
3. Для увеличения эффективности можно поставить циркуляционный насос с байпасом.

Обустройство печи с варочной панелью и водяным контуром своими руками

Чтобы выполнить работы мастеру потребуется немалый опыт, материалы и терпение. Следует учитывать особенности выкладки дымоходов и сооружения печных конструкций. Понять нюансы технологии и сделать домашнее дровяное отопление с водяным контуром поможет видео от мастеров.