Содержание
Оглавление
Как сделать печь для отопления дома с водяным контуром
Суть печного отопления заключается в прямом нагреве помещений источником тепла за счет конвекции и инфракрасного излучения, исходящего от горячих стенок. Важное условие, оно же — главный недостаток: отопитель должен находиться в обогреваемой комнате.
Вот почему у домовладельцев нередко возникает желание сделать печь с водяным контуром, соединенным с удаленными радиаторами, чтобы равномерно отапливать весь дом. Стоит отметить, что данный вопрос — непростой и не всегда решаемый.
Так что давайте рассмотрим разные варианты реализации этой идеи на практике.
Способы решения задачи
Очевидно, что для подогрева теплоносителя и подачи его в радиаторную систему дровяную печку нужно снабдить дополнительным теплообменником. Есть два пути: приобрести для дома готовую металлическую либо чугунную печь длительного горения со встроенным водяным контуром, либо изготовить ее своими руками. Мы изначально идем по второму пути — прикладываем труд, но экономим средства.
Примечание. Отдельная проблема — организация подогрева воды в кирпичной печи, работающей на дровах и угле. Если она уже построена, то переделать конструкцию бывает довольно трудно, а то и невозможно.
Существует несколько разновидностей самодельных теплообменников и вариантов их монтажа:
- Бак – котел, встраиваемый прямо в топливник или в один из дымоходных каналов.
- Регистр, сваренный из труб, иногда – в виде змеевика. Тоже ставится внутрь камеры сгорания либо в газоход.
- Теплообменник самоварного типа (техническое название – экономайзер). Устанавливается сугубо на дымоход для отбора теплоты у отходящих газов.
- Полноценная водяная рубашка. В упрощенном исполнении подобная печь-камин с водяным контуром показана выше на схеме.
Бак-котел для нагрева теплоносителя
Справка. Простейшее, но не самое эффективное решение, которое вы можете взять на вооружение, реализовано в некоторых дровяных печках для бани. Металлический бак с водой монтируется сверху корпуса либо подвешивается сбоку, если топливник имеет прямоугольную форму.
Водяной контур можно изготовить из таких материалов:
- черная или нержавеющая сталь;
- чугун;
- медь.
Стальные теплообменники практичны и недороги, а потому наиболее популярны. Цена меди слишком велика, а вот температура плавления – низкая, отчего при горении угля подобная конструкция может «поплыть».
Что же касается чугуна, то самостоятельно отлить из него регистр не получится, разве что вмонтировать в газоход старую отопительную «гармошку» МС-140, как показано на фото.
Но помните: батарея моментально лопнет при подаче холодного теплоносителя в раскаленную печку либо в результате замерзания воды во время длительного простоя.
Плюсы и минусы различных теплообменников
Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет.
Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов.
Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.
Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:
- При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
- Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
- Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке. Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
- Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.
Разновидности сварных регистров
Важный момент. Любые теплообменники, монтируемые внутрь топливника, забирают приличную часть выделяющегося тепла. Это снижает и без того невысокую теплоотдачу печки плюс уменьшает длительность горения с одной закладки дров или угля.
Экономайзер (слева) и обычный бачок для монтажа на дымоход (справа)
Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов.
А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С. Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки.
Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.
Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет.
И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел.
Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.
Железная печка конструкции Бутакова с конвекционным кожухом и водяным контуром на задней стенке топливника
Вывод. Лучший способ получить горячую воду от стального отопителя на дровах или отработке (такие применяются в гаражах) – сделать теплообменник самоварного типа или емкость на дымоходной трубе. Для кирпичной печи вариантов немного – встраивание емкости либо регистра.
Оригинальная конструкция наружного теплообменника с импровизированным экономайзером продемонстрирована на видео:
Расчет размеров регистра
Чтобы своими руками сделать для печки водяной контур, нужно определить его размеры, а точнее, — площадь теплообменной поверхности. Для этого воспользуйтесь следующим алгоритмом:
- Выясните, какова площадь отапливаемых комнат и умножьте ее на 0,1 кВт. Если вы проживаете в одном из холодных северных регионов, умножайте квадратуру помещений на 0,2 кВт. Для дома 100 м² понадобится соответственно 10 и 20 кВт тепловой энергии.
- Из практических наблюдений следует, что регистр, установленный прямо в топливник, способен передать теплоносителю до 10 кВт теплоты с каждого квадратного метра своей поверхности. Поделите значение потребности в тепле на эту цифру и получите площадь радиатора.
- Для экономайзера и бака, вмонтированного в дымоходный канал, где температура ниже, принимайте значение удельной теплоотдачи не 10, а 6 кВт с 1 м² поверхности.
- Зная площадь, размеры прямоугольной емкости рассчитать нетрудно. А вот длина труб, из которых варится регистр, вычисляется по формуле: L = S / πD (S – площадь, D – диаметр трубы).
Схема кирпичной печи с водогрейным котлом, размещенным в топке
Примечание. При расчете отапливаемой площади не нужно брать все 100 или 200 квадратных метров дома, отнимите от них помещения, которые печь обогревает напрямую.
Если в качестве примера взять комнаты дачи с квадратурой 100 м², то теплообменная поверхность встроенного в топку радиатора должна составлять не меньше 1 м². При монтаже в газоход эта площадь увеличится до 10 / 6 = 1,67 м².
Встраиваем бак в кирпичную печь
Первое и важное правило: планировать монтаж водяного контура необходимо еще до постройки отопителя из кирпича. Переделать готовую конструкцию практически невозможно, придется ее снова разобрать как минимум наполовину. Это касается всех чисто отопительных печек – русской, голландки и шведки, не имеющих варочной поверхности.
В этом случае регистр монтируется в дымооборот печки, а не в топливник
Справка. Если у вас дома или на даче выложена отопительно-варочная плита, то переделать ее иногда возможно. Поднимите чугунную поверхность с конфорками и оцените, можно ли под нее поставить котел и какую форму ему придать. Обязательно посоветуйтесь с мастером – печником.
Предлагаем вариант простой плиты с нагревательным котлом, установленным на пути продуктов горения, но за пределами топливника. Благодаря этому бак изготавливается из металла толщиной 3 мм, чего достаточно для долгой и надежной работы. Схематично агрегат выглядит так:
Совет. Если вы подобрали другую конструкцию, где емкость монтируется в топливник, то ее стенки, обращенные к пламени, делайте из металла толщиной 5 мм, остальные – 3 мм. Для изготовления регистра используйте трубы с толщиной стенки 3,5 мм, а при установке не связывайте его со стенками печки, поскольку у металла и кирпича разные коэффициенты расширения.
//www.youtube.com/watch?v=aB1duN9-N4c
Порядок кладки варочной плиты
При монтаже оберните бак асбестовым шнуром и зафиксируйте его на нужном ряду кладки. Такая же изоляция асбестом делается на патрубках подачи и возврата теплоносителя, проходящих сквозь стену печи. Как правильно выполняется кладка в соответствии с порядовками, подробно описывается в другом материале.
Кладка печи с водяным контуром, находящимся в камере сгорания, описывается в следующем видеоролике:
Делаем контур для стальной печки
Чтобы изготовить теплообменник самоварного типа на дымоход, подберите 2 трубы: одна по диаметру должна равняться размеру патрубка печки, а вторая – на 3—4 см больше (например, 102 и 133 мм).
Самодельный теплообменник самоварного типа
Дальше действуйте в таком порядке:
- Определите теплообменную площадь, как описано в предыдущем разделе, после чего отрежьте обе трубы по расчетному размеру.
- В кожухе водяной рубашки проделайте 2 отверстия 20—30 мм и приварите к ним патрубки подачи и обратки с резьбами.
- Вставьте одну трубу в другую и сварите между собой, сделав перемычки из стальной полосы. Из нее же изготовьте верхнюю и нижнюю крышку для самодельного водяного контура.
- Проверьте агрегат на герметичность и установите на дымоход как можно ближе к масляной или дровяной печи. Больше подробностей об изготовлении показано на видео.
В отличие от внутренних водяных контуров, экономайзер без проблем подключается к различным системам отопления – с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Во втором случае важно выполнить уклон магистралей 2 мм на 1 м. п. трубы и поставить в верхней точке открытый расширительный бак.
Заключение
О том, насколько полезна в эксплуатации самодельная печь с водяным контуром, судить нелегко. По отзывам пользователей, в небольших дачных домиках и гаражах такие агрегаты работают безукоризненно.
Надо учитывать и тот факт, что мастер, изготовивший отопитель своими руками, не станет его критиковать, а постарается найти позитивные стороны. Ясно одно: налицо экономия средств при равномерном обогреве всех комнат здания.
А вот в домах площадью свыше 100 м² стоит задуматься об установке твердотопливного котла.
Источник: //qustu.com/kak-sdelat-pech-dlya-otopleniya-doma-s-vodyanym-konturom/
Печь с водяным контуром для отопления дома — варианты реализации
У большинства отопительных систем для частного дома есть свои недостатки. Электрическая энергия обходится недешево и нередко сопровождается перебоями в поставке. Газовые магистрали есть не везде, а подключать газобаллонное оборудование к котлам приходится с применением дополнительных ухищрений.
Мазут и дизельное топливо требуют специальных условий для доставки и хранения, и обладают высокой стоимостью. Но существуют и современные варианты отопительных агрегатов, позволяющие с минимальными затратами обеспечивать обогрев для жилого здания.
К примеру, печное отопление с водяным контуром своими руками провести которое в пространстве частного жилого дома вполне по силам любому домашнему мастеру.
Особенности конструкции системы
Твердотопливные печи используемые в наши для обогрева жилых зданий, помещений бани или хозяйственных построек, в большинстве своем не выглядят как банальные «буржуйки», наспех сваренные из лома черных металлов.
Современные дровяные конструкции, как и много десятилетий назад, выкладывают из кирпича — материала, обладающего высокой тепловой емкостью, долговечностью и прочностью, необходимыми для безопасной эксплуатации отопительного оборудования.
А для того, чтобы всего одна печь прогревала здание в один или несколько этажей, а также могла нагревать воду для бани или душа, используется печное отопление с водяным контуром, позволяющее обеспечить поставку тепла в каждое помещение дома.
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
Для того чтобы произвести монтаж отопительной системы с жидкостным теплоносителем, требуется обеспечить следующие условия:
- Возвести печь, оснащенную теплообменником, или модернизировать для этих целей имеющиеся ресурсы. Если в пространстве дома или примыкающей к нему бани есть дровяная топка, этого будет вполне достаточно для того, чтобы встроить в неё теплообменный нагревательный элемент (его можно изготовить из труб или старых радиаторов). Разместить его можно как непосредственно в камере для сгорания топлива либо в колпаке дымохода.
- Проложить магистральные трубопроводы в помещениях дома, хозяйственных построек и бани (если это необходимо).
- Произвести подключение всех элементов системы в общий контур (или несколько контуров, если планируется дополнительно использовать печь для обеспечения горячего водоснабжения).
- Заполнить систему теплоносителем (в зимнее время лучше добавить в воду антифриз).
С точки зрения экономичности, теплоемкости и энергоэффективности твердотопливные отопительные системы являются оптимальным вариантом для жилого дома, используемого в качестве постоянного или временного места проживания. При желании источником подачи тепла может стать и помещение бани — такое решение более рационально, с точки зрения пожарной безопасности. Да и риски отравления угарным газом можно будет свести к минимуму.
Схема установки печи-камина с водяным контуром для горячего водоснабжения
Комбинированные системы для обогрева и приготовления пищи
Отопительно варочная печь с котлом водяного отопления может стать хорошей альтернативой традиционным газовым или электрическим плитам, используемым для приготовления пищи.
В холодный период года такая конструкция в помещении дома будет служить источником тепла, и позволит готовить пищу не используя дополнительные энергоносители.
Варочная панель при этом располагается непосредственно над топкой, а вот теплообменник выносится за пределы камеры сгорания.
Конечно, разместить такую конструкцию в помещении бани уже не получится. Да и летом запускать систему отопления ради того, чтобы вскипятить чайник или поджарить яичницу не станет ни один рачительный домовладелец.
Но, все же, стоит рассмотреть этот вариант для современного загородного дома, расположенного в районах с неустойчивой подачей электроэнергии.
Ведь именно наличие энергонезависимой системы отопления способно спасти в зимние холода от самых лютых морозов даже в период аварийного отключения основных линейных коммуникаций.
Комбинированная система отопления коттеджа с применением печи-камина с водяным контуром и солнечных коллекторов
Самодельные конструкции или готовое решение
Планируя установить в помещениях частного дома или расположенной на территории участка бани автономную систему отопления с водяным контуром, стоит позаботиться о правильном выборе подходящего отопительного агрегата.
Оптимальным вариантом будет возведение печи с уже готовым теплообменным элементом и выводом под магистраль отопления. В этом случае создать удобное решение с учетом площади здания и других факторов будет гораздо проще.
У модернизации уже имеющихся в помещениях печей тоже есть свои особенности. В случае если речь идет об агрегате, размещенном в пространстве бани перестроить его, дополнив теплообменником будет гораздо проще.
А вот в жилом здании решить проблему будет сложнее и дороже. А, главное — проведение работ по демонтажу печной конструкции и её последующей сборке требует времени и профессионального подхода к делу.
Иначе, из-за ошибок в монтаже угарный газ из топки может пойти не в дымоход, а в жилые помещения.
Современные готовые печи, в которых используются твердые виды топлива, уже оснащаются встроенным теплообменником, и полностью готовы к подключению. Их нужно лишь установить на выбранном месте — в жилом здании или помещениях бани, и произвести пуск теплоносителя в системе.
Размещать печь в доме необходимо с соблюдением правил пожарной безопасности
Особенности создания отопительных систем с водным контуром
Кирпич — самый эффективный материал для создания открытых каминов или закрытых печных конструкций.
Обладая множеством положительных свойств, этот материал выдерживает даже длительную и интенсивную эксплуатацию не теряя своих свойств.
Но, для того чтобы кирпичная печь с водяным контуром могла функционировать на все 100% своей мощности, требуется подойти к выбору этого строительного материала наиболее внимательно. В частности, стоит учесть что:
- для обустройства топки и дымового канала используют тугоплавкий кирпич;
- для стенок — кирпич нормального обжига;
- для фундамента используют строительный мусор и бетонную стяжку.
Помимо этого, важно позаботиться и о размещении теплообменника. Его можно вмонтировать в топку — в этом случае лучше выбрать конструкцию из труб или листовой стали либо установить в колпаке или дымооборотном канале. В этом случае можно использовать теплообменные элементы из плоских чугунных или стальных труб.
Категорически не подходят для установки в топке кирпичных печей медные теплообменники. Температура плавления металла в этом случае может быть ниже температуры нагрева атмосферы внутри топки.
Да и обеспечить непрерывную циркуляцию воды в трубах на протяжении всего года обеспечивать вряд ли удастся — а ведь именно она выполняет роль охлаждающего элемента в таких системах.
Для обустройства печи лучше воспользоваться услугами опытного печника
Точный расчет энергоэффективности отопительного оборудования также имеет важное значение.
Стоит учесть, что у печей, использующих в качестве топлива уголь КПД выше, чем у их аналогов, работающих на отходах деревообработки или древесине.
Важно также верно рассчитать площадь теплообменника — она будет соответствовать объемам тепловой энергии, необходимой для обогрева. Существуют специальные формулы, при помощи которых можно произвести точные вычисления.
Важно отметить, что при возведении новых печей теплообменный элемент устанавливают еще на стадии обустройства фундамента и уже поверх него возводят кладку.
Зазор между элементами в этом случае должен будет составлять более 1 см.
Место расположения вывода для труб и входа теплоносителя не следует обрабатывать раствором — в качестве уплотнителя в технологическом отверстии лучше использовать негорючий уплотнительный элемент.
Источник: //MyAquaHouse.ru/otoplenie/otopitelnye-kotly/pech-s-vodyanym-konturom-dlya-otopleniya-doma.html
Печь с водяным контуром для отопления частного дома: какую выбрать, разновидности, схемы и монтаж своими руками
Печь с водяным контуром для отопления дома можно приобрести готовую (в магазинах представлен ряд моделей), но при желании ее легко сделать своими руками из чугуна, стали или кирпича. Если бюджет не ограничен, то лучше купить готовое изделие.
Печь стоит дешевле котла. Этот агрегат, имеющий аналогичную тепловую мощность, стоит минимум в 3 раза дороже. Для отопления можно использовать уголь или дрова. Устанавливать такую печь имеет смысл только в том случае, если есть доступ к дешевому топливу.
Необходимо учитывать, что каждая конструкция обладает своими техническими особенностями. Большое значение имеет площадь дома. От этого зависит мощность установки. Имеет значение и площадь места, которое планируется выделить для установки прибора отопления.
Выбирая готовую конструкцию, следует обращать внимание на то, как расположены элементы контура. Имеет значение и массивность печи. Под тяжелые конструкции необходимо сделать дополнительное основание. На стоимость отопительных приборов влияет функционал и дизайнерское оформление.
Принцип работы
Печь с водяным отоплением отличается от стандартной. Она не только нагревает воздух вокруг себя. К ней подводят трубы, по ним тепло поступает от отопительного прибора к комнатам.
Трубы контура подключают к котлу, его встраивают в печь. Кроме того, он может быть подключен к регистру. Теплоноситель, проходя через регистр, нагревается. После этого он поступает в трубы и радиаторы отопления. Проходя через контур, отдает тепло и остывает. В таком виде он снова попадает в теплообменник, где опять нагревается. Процесс повторяется.
Для того чтобы теплоноситель проходил по всем трубам, циркуляция в системе должна быть стабильной. Это достигается при помощи насоса, который встраивается в контур.
Систему отопления нужно оборудовать расширительным бачком. Если контур герметичен, то система называется закрытой, в этом случае бачок можно установить в любом месте. Если же система отопления открытая, то бачок следует поместить в самую высокую точку контура. Например, в частном доме его удобно разместить на чердаке. Устройство простое, но без него не обойтись.
Когда теплоноситель нагревается, он расширяется. Поэтому при выборе бачка следует покупать такую емкость, которая бы имела необходимый объем. В продаже есть бачки разной конструкции. При их выборе следует учитывать систему отопления, а также количество теплоносителя, который будет циркулировать по контуру.
Если в доме для обогрева планируется сделать систему закрытого типа, необходимо оснастить ее комплектом приборов, позволяющим безопасную эксплуатацию. Для контроля давления используют предохранительный клапан. Для удаления воздушных пробок в трубах требуется автоматический воздухоотводчик. Кроме того, следует приобрести манометр.
Достоинства и недостатки отопления от печи
Печи с водяным контуром легко сделать самостоятельно, но можно приобрести в магазине уже готовые приборы отопления. Модели характеризуются следующими достоинствами:
- Печи с водяным контуром не нужно подключать к электросетям. Они не используют газ в качестве топлива. Приборы работают на угле, торфе и дровах, которые относятся к возобновляемым видам топлива.
- Печное водяное отопление полностью автономно, при этом его можно совмещать с другими системами.
- Регулировка осуществляется ручной заслонкой.
- Стенки печи массивные, они передают тепло, нагревая воздух и окружающие предметы. Помещение отапливается равномерно за счет использования теплоносителя. Он проходит по трубам, нагревая их и радиаторы.
- Отопление частного дома не потребует больших расходов. Уголь, торф и древесина доступны всем.
- Печи не только отапливают помещение, их используют для приготовления пищи и нагрева воды.
- Приборы, передняя часть которых закрыта стеклом, позволяют созерцать открытое пламя. Камины создают в домах комфортную атмосферу.
- Конструкция печи массивная, в холодное время года она накапливает большое количество тепловой энергии. Остывание печи происходит постепенно, поэтому она еще долго время нагревает помещение после того, как прогорит топливо. Летом процессы протекают противоположным образом. Если печь в деревянном доме построена на отдельном фундаменте, в теплый сезон она выводит излишек тепла в землю, работая в качестве кондиционера.
- Природное топливо, на котором работает печь, умеренно загрязняет окружающую среду.
- В качестве теплоносителя используется вода. Она имеет объемную теплоемкость, что позволяет передавать тепло на большие расстояния. Вода имеет доступную стоимость. Она не горит, не токсична.
Но печи с водяным контуром имеют и недостатки. За ними необходимо постоянно наблюдать, вовремя закладывать дрова и регулировать тягу. Следует чистить дымоход и выносить золу.
Мощная кирпичная печь имеет большие размеры, поэтому ее ставят на прочное основание. Она занимает полезную площадь комнаты, из-за этого большие конструкции устанавливают в просторных помещениях. Такая печь имеет низкий КПД.
При установке печи нужно сооружать дымоход. Тяга должна быть сильной, тогда топливо интенсивно горит, а дым быстро выводится наружу. Трубу изолируют от деревянных элементов кровли и перекрытий. Установив в доме печь, необходимо поддерживать запас топлива, вовремя утилизировать золу и шлак. Это добавляет работы хозяевам частного дома.
Главным недостатком водяного отопления можно назвать то, что вода быстро замерзает. Превращаясь в лед, она расширяется, повреждая приборы. Соединяясь с воздухом, она способствует появлению коррозии на металлических элементах системы отопления. Если вода жесткая, внутри радиаторов и труб образуется накипь.
Конструкция печей с водяным отоплением
Перед приобретением или самостоятельным строительством необходимо выбрать водяной контур для печи.
Камины и печи, предназначенные для водяного отопления, делают из кирпича и металла. Есть разные конструкции, поэтому теплообменник и корпус печи устанавливают по-разному, но теплообменник всегда располагается около топки и внутри нее.
Система отопления должна быть эффективной. Открытый огонь хорошо прогревает стены печи, передавая тепло теплоносителю. В системе с естественной циркуляцией перемещение теплоносителя по трубам осуществляется либо естественным образом, либо при помощи водяного насоса, который встроен в контур.
В первом случае циркуляция осуществляется за счет того, что остывшая жидкость отличается от горячей своей плотностью. Во втором случае циркуляция зависит от работы насоса, поэтому важно выбирать прибор с учетом площади помещения.
Внутри кирпичной печи будет работать водяная рубашка — это разновидность теплообменников, которые продаются в магазинах в готовом виде.
Если говорить о внешнем виде теплообменников, то они различаются по размеру и форме. Чаще всего их делают в виде небольшого котла, регистра или змеевика.
Для изготовления этих элементов используют стальные листы или трубы, толщина стенок которых варьируется от 3 до 5 мм.
Если теплообменник изготовлен качественно, он быстро нагревает воду до высокой температуры. В результате этого теплоноситель равномерно, с одинаковой скоростью циркулирует в системе.
Жидкость должна постоянно течь по трубам. Если планируется делать теплообменник своими руками, нужно тщательно продумать его конструкцию. Чаще всего его создают в виде короба. Такую конструкцию легко очистить от нагара, из каналов можно быстро убрать внутренние нарастания.
Теплообменники устанавливают разными способами. Например, в изделиях, имеющих форму котла, внутренняя камера выполняет роль встраиваемой топки. Регистры делают в топке либо встраивают в ее поверхность. Также регистры часто монтируют сверху топочной камеры либо располагают по ее задней стенке.
Если установить теплообменник в топке, он быстро нагреется от открытого огня. В системах, отделенных от пламени стенкой, он будет нагреваться медленнее.
Выбирая вариант установки, следует учесть, что при соприкосновении теплообменника с открытым пламенем уменьшается его срок службы. Но такие системы эффективны.
Это объясняется тем, что огонь равномерно прогревает стенки котла, а металл быстро передает тепло в воде.
Конструкция предусматривает разные варианты установки труб. Их врезают в стенки из кирпича, подводят к дну топки или ее потолку.
Кирпич, используемый в строительстве, подготавливают заранее. В нем вырезают отверстия, учитывая форму труб, затем в них утапливают теплообменник. Для увеличения скорости кладки печи кирпичи нумеруют.
Теплообменник можно сделать и другим способом. Речь идет о регистре, который имеет форму решетки. Он состоит из труб, установленных вертикально. Для их соединения используется сварка.
Теплоноситель входит в теплообменник и удаляется из него, в местах входа и выхода следует установить патрубки. Для самостоятельного строительства печи понадобится схема. Регистр имеет компактный размер. Чаще всего его размещают у задней стенки топки.
Комната обогревается не только за счет циркуляции теплоносителя, но и в результате нагрева помещения от стенок печи.
Хорошим вариантом станет радиатор из чугуна, его можно использовать в качестве теплообменника. Но нужно учесть, что его нельзя размещать там, где будет воздействовать открытое пламя.
Дело в том, что радиатор состоит из нескольких секций. Они не сварены между собой, а скручены. Между элементами проложены специальные прокладки.
Соприкасаясь с открытым огнем, они сгорают, что может привести к аварии.
Чугунный радиатор эффективен. Он долго сохраняет тепло и отличается длительным сроком службы.
Виды печей для водяного обогрева
Все печи, предназначенные для водяного обогрева помещения, можно разделить следующим образом:
- по материалу, из которого они сделаны;
- по способу изготовления;
- по тому, как сжигается топливо.
Если говорить о материале изготовления, то водяная печь с естественной циркуляцией может быть кирпичной и металлической. Производители чаще всего делают металлические печи из чугуна, но может быть использована и сталь. В продаже есть установки, выполненные из нескольких металлов. В частном доме можно установить металлическую печь или сделать камин из кирпича.
В магазинах представлены модели, топочные дверцы которых выполнены из жаропрочного стекла. Производители часто заменяют его стеклокерамикой. Модели имеют эффектный внешний вид, они прочные и отличаются длительным сроком службы. Среди недостатков можно назвать высокую стоимость изделий.
Хорошо зарекомендовали себя конструкции из чугуна. Они надежные, материал не подвергается окислительным процессам, не боится высокой температуры. Производители дополнительно обрамляют теплообменники жаропрочной сталью.
Для отопления частного дома можно приобрести котел на твердом топливе. По способу изготовления печь с водяным контуром может быть промышленной и самодельной.
Кирпичные печи отличаются тем, что нагревается не только теплоноситель. Тепло передается от стенок топки и дымовых каналов.
По способу сжигания топлива печи могут быть стандартными, пиролизными, работающими на газе. В установках первого типа твердое топливо горит длительное время. В частных домах может быть установлена дровяная печь, но ее КПД невысокий.
Пиролизные печи и те, которые используют газ, обеспечивают медленное горение топлива. Оно протекает при недостатке кислорода, температура в печи будет высокой. КПД таких установок выше, чем в других системах. Например, древесина в таких печах горит медленно.
Сжигание древесного газа происходит в другом отсеке, отдельно от дров.
Критерии выбора печи с водяным контуром
Выбирая готовое изделие или планируя построить печь с водяной рубашкой своими руками, необходимо обращать внимание на мощность установки. Чем больше площадь помещения, тем мощность должна быть выше. Следует учитывать отдачу теплообменника.
Массивность установки оказывает влияние на выбор основания: если печь для обогрева дома имеет большой вес, оно должно быть прочным.
Важно рассчитать и объем теплоносителя. При самостоятельном строительстве следует выбрать конструкцию дымового канала, рассчитав его диаметр.
Расчет мощности и размеров теплообменника
Отопление дома от печи с водяным контуром эффективно. Теплоемкость установки зависит от габаритов топки. Если в нее помещается много топлива, то мощность будет высокой. Это приводит к увеличению теплоотдачи.
В паспорте топки компании указывают максимальную мощность установки и минимальную. Важна номинальная, ее определяет производитель печи.
Требуемую мощность печи можно определить без специалистов. Для этого следует узнать площадь дома. Если высота потолка не превышает 3 м, на обогрев 10 м² будет потрачен 1 кВт. Печка должна быть выбрана с учетом этих показателей.
Как сделать водяной контур для печи своими руками
Решив самостоятельно сделать печь с водяным контуром, следует подготовить чертеж. Для изготовления стенок, которые будут соприкасаться с пламенем, нужно взять листы стали. Лучше всего использовать материал, минимальная толщина которого составляет 5 мм. На наружные стенки воздействует меньшая тепловая нагрузка, поэтому их делают из стали толщиной 3 мм.
Для того чтобы из топливника выходил газ, следует сделать щель. Обратку (выход) и подачу делают из стальной трубы диаметром 40 мм. Подачу вваривают в верхней точке теплообменника, а обратку размещают в нижней. Подключить трубы можно и самостоятельно, но эту работу проще поручить специалисту.
Печь из кирпича можно сделать за неделю. Первый ряд делают сплошным, основание зольной камеры формируют на втором ряду. Здесь будет установлена дверца. Топливник формируют с четвертого ряда. Следует помнить о том, что для монтажа колосников нужно сделать резы в кирпичах.
Теплообменник устанавливают на дно топливника. Дверца топки перекрывается в восьмом ряду. Чугунную плиту устанавливают, когда выкладывают одиннадцатый ряд.
Источник: //GidPoVode.ru/otoplenie/pech-s-vodyanym-konturom.html
Печь с водяным контуром для отопления дома
Во многих частных домах приоритетным остается отопление дровами и печи. У кого-то печь металлическая, у кого-то кирпичная, но объединяет их одно — не самый удобны это вид обогрева. Слишком много внимания и мало комфорта. Выход — печное отопление с водяным контуром.
Печное отопление с водяным контуром — возможность объединить традиции и комфорт
Для начала давайте разберемся в терминологии. Когда говорят «печь», чаще всего имеют в виду отопительный прибор, сложенный из кирпича, который топится дровами. Но часто так называют и металлическую печь на дровах или на угле. Принципы работы у кирпичных и металлических агрегатов одинаковый, меняется способ передачи тепла.
У металлических больше конвективная составляющая (большая часть тепла переносится воздухом), у кирпичных преобладает тепловое излучение — от стенок печи и нагретых стен дома. В нашей статье речь в основном о кирпичных печах, но большую часть информации можно применить и к металлическим дровяным (угольным) агрегатам.
Печное отопление с водяным контуром может быть сделано на основе печей любого вида.
Обычное печное отопление: достоинства и недостатки
В нашей стране традиционно дома отапливались кирпичными печами, но постепенно этот вид обогрева вытеснили водяные системы. Все это потому, что наряду с достоинствами имеет простое печное отопление массу недостатков. Сначала о достоинствах:
- Печь большую часть тепла передает тепловым излучением, а оно, как выяснили ученые, лучше воспринимается нашим организмом.
- Русская или какая иная отопительная печь имеет колоритный внешний вид, часто есть возможность наблюдать за открытым пламенем.
- Можно сделать кирпичную печь с дымоборотами для более полного использования вырабатываемого тепла.
- Отопление этого типа энергонезависимое — не зависит от наличия электричества.
- Есть модели печей для отопления второго этажа (за счет отопительного щитка с дымовыми каналами).
Печное отопление
Сегодня печное отопление воспринимается больше как экзотика, так как встречается очень нечасто. Нельзя поспорить, что находится возле теплой печки очень приятно. Создается какая-то особая атмосфера. Но имеется и множество серьезных недостатков:
- Неравномерность прогрева — возле печи жарко, в углах — холодно.
- Большая площадь, занимаемая печью.
- Отапливаются только те комнаты, в которые выходят стенки печи.
- Невозможность регулировать температуру отопления в отдельных помещениях.
- Низкий КПД. Для обычных печей 60% — это уже очень хороший показатель, в то время как современные отопительные котлы выдавать могут 90% и выше (газовые).
- Необходимость частого обслуживания. Растопить, регулировать заслонки, вычищать угли — все это регулярно и постоянно. Не всем это доставляет удовольствие.
Принцип организации дымооборотов — горизонтальных и вертикальных
Как видите, недостатки значительные, но некоторую их часть можно нивелировать, если встроить в печь теплообменник, который подключить к системе водяного отопления. Такую систему еще называют печное водяное отопление или печное отопление с водяным контуром.
Водяное печное отопление
При организации водяного отопления от печи, в топку встраивается теплообменник (водяной контур), который трубами подключается радиаторам. В системе циркулирует теплоноситель, который разносит тепло от печи по радиаторам.
Такое решение повышает комфортность проживания в зимнее время.
Все дело в том, что радиаторы можно установить в любой комнате, то есть печь может стоять в одном помещении, а все остальные комнаты будут греться от батарей, по которым бежит нагретая вода.
//www.youtube.com/watch?v=Waxg6VSKkXQ
Печное отопление с водяным контуром: пример системы с таплоаккумулятором (бойлером)
Остальные недостатки печного отопления при этом сохраняются, но добавляются плюсы водяного обогрева — можно регулировать температуру в каждом помещении (в определенных рамках), большая инерционность сглаживает неравномерность температурного режима. Кстати, такая же схема работает с металлическими печами на дровах или угле.
Типы систем
Есть два типа систем водяного отопления: с принудительной и естественной циркуляцией (ЕЦ). Отопление с естественной циркуляцией энергонезависимое (электричество для работы не требуется), теплоноситель циркулирует за счет естественных физических процессов.
Недостаток такого способа обогрева — необходимость использования труб большого диаметра, то есть объем системы будет большим и будет иметь большую инерцию. При растопке печи это не очень хорошо — будет долго греться.
Зато после прогорания дольше в доме сохраняется тепло.
Еще один минус — для создания условий для движения теплоносителя, трубу подачи поднимают вверх — под потолок или на уровень радиаторов (в крайнем случае). При отоплении двухэтажного дома, от котла труба идет наверх, разводится по радиаторам, а потом спускается вниз и обходит батареи на нижнем этаже.
Простейшая схема систем с естественной циркуляцией
Еще один немаловажный недостаток — относительно невысокая эффективность обогрева систем с ЕЦ — теплоноситель медленно движется, разносит мало тепла.
Печное отопление с водяным контуром и принудительной циркуляцией отличается наличием циркуляционного насоса (на фото ниже), который работает постоянно. Его задача — гонять воду с определенной скоростью. Изменяя эту скорость можно изменять интенсивность обогрева помещений. Это приводит к тому что, при прочих равных условиях, такой обогрев более эффективен.
Но для работы системы необходимо электропитание — насос должен работать постоянно. При его остановке система закипает и выходит из строя. Если отключения электроэнергии происходят у вас редко, достаточно иметь блок бесперебойного питания с комплектом аккумуляторных батарей.
Если же отключают свет часто и надолго, придется ставить еще и генератор, а общая стоимость такого решения немалая.
Схема печного отопления с водяным контуром и циркуляционным насосом
Есть еще третий вид системы: смешанный или комбинированный. Все проектируется под естественную циркуляцию, но ставится циркуляционный насос. Пока есть электричество, работает отопление как принудительное (с насосом), когда свет отключили, теплоноситель движется самостоятельно.
Аккумулятор тепла
Так как печь топится не постоянно, а имеет циклический алгоритм работы, то в доме то жарко то холодно. И наличие радиаторов от этого спасает слабо. Хоть перепады не такие критические, все равно они есть.
Особенно не хватает тепла ночью, а вставать и топить очень не хочется. Чтобы решить эту проблему, печь ставят мощную, а в систему встраивают аккумулятор тепла.
Это большая емкость, заполненная теплоносителем, которая стоит между печью и системой отопления.
Печное отопление с водяным контуром и аккумулятором тепла
То есть, имеется два отдельных независимых контура. Первый переносит тепло от печи и обычно его делают с естественной циркуляцией. Второй гонит теплоноситель в радиаторы, причем обычно присутствует циркуляционный насос.
Такой способ организации водяного печного отопления хорош тем, что пока печь топится, активно греется вода в емкости. При правильном расчете она нагревается до 60-80°C, чего хватает на поддержание нормальной температуры радиаторов примерно на 10-12 часов. При этом нет ни особой жары, ни сильного холода. Атмосфера вполне комфортная.
Установка в системе теплоаккумулятора (иногда называют еще буфером или буферной емкостью) еще и снижает риск закипания системы. Второй контур точно никогда кипеть не будет, а вот чтобы первый не закипел, необходимо правильно рассчитать его — чтобы даже в режиме естественной циркуляции теплоноситель двигался с достаточной скоростью и не успевал перегреваться.
Регистр для печи
Для нагрева теплоносителя в печь встраивается водяной контур (еще называют регистр, теплообменник, змеевик, водяная рубашка). Форма его может быть любой, но чаще всего делают прямоугольные плоские емкости или набор труб, соединенных в единую систему (типа радиаторов).
Один из примеров водяного контура для печи
Чтобы подключить теплообменник к системе, в него вваривают два патрубка: один сверху- для забора горячей воды, второй снизу — для закачки остывшей воды из обратного трубопровода.
Часто возникают вопросы с определением размеров водяного контура для печи. Его можно приблизительно рассчитать, исходя из теплопотерь здания. Считают что для переноса 10 кВт тепла необходима площадь теплообменника 1 кв. м.
Но при этом надо учесть время работы печи — ведь топится она не постоянно. Пока не очень холодно — раз в день примерно 1,5 часа, когда холодно — два раза. За это время нужно чтобы печь успела нагреть всю воду в аккумуляторе тепла.
Потому расчет площади теплообменника ведется по суточному количеству тепла, необходимого для возмещения теплопотерь.
Например, пусть потери тепла для дома составляют 12 кВт/час. В сутки это будет 288 кВт. Топится печь, пускай 3 часа, все необходимое тепло должно накопиться за это время.
Тогда необходимая мощность водяного контура для печи — 288 / 3 = 96 кВт. Чтобы перевести ее в площадь, делим на 10, получаем что для данных условий площадь регистра должна быть 9,6 м2. Какую форму вы при этом выберете — ваше дело.
Важно чтобы внешняя поверхность регистра была не меньше.
Строительство печи вокруг теплообменника
Ну и еще пара моментов. Первый — мощность печи должна быть больше, чем найденная мощность теплообменника. Иначе требуемое количество тепла просто не выделится. Второй нюанс: емкость аккумулятора тепла тоже должна соответствовать — она должна быть больше примерно на 10-15%. В этом случае исключается закипание теплоносителя.
Только не забудьте, что теплоемкость воды и антифриза сильно отличается. Аккумулятор с антифризом в качестве теплоносителя должен быть значительно больше, чем емкость для воды (в той же системе).
Что еще стоит помнить, что теплоаккумулятор желательно хорошо утеплить — чтобы дольше сохранялось тепло. В этом случае печное отопление с водяным контуром будет еще более экономичным.
Можно ли установить регистр для отопления в существующую печь
Правильнее, конечно, строить печь вокруг изготовленного регистра. Но, если печь уже стоит, в нее все-таки можно встроить водяной контур.
Правда, придется хорошо постараться — они имеют немалые размеры а еще должны каким-то образом держаться. Так что задача не из простых.
Кроме того не стоит забывать, что придется еще делать два вывода — для подключения подающего и обратного трубопровода.
Оптимальный вариант — сделать водяную рубашку под форме печи (этот — для металлической с конфорками)
Место для расположения регистра найти тоже не очень просто. Очень нежелателен его прямой контакт с огнем, но должен находится в среде горячих газов. В этом случае можно надеяться на то, что прослужит теплообменник долго.
Источник: //stroychik.ru/otoplenie/pechnoe-otoplenie-s-vodyanym-konturom