Устройство водяного отопления
Расширительный бачок закрытого типа в системе печного отопления с водяным контуром
Выбор печи и сооружение всей системы осуществляется еще на этапе планирования и возведения самого дома. Для большинства моделей требуется сооружение дополнительного фундамента. Отопление на основе печи с водяным контуром состоит из таких компонентов:
- печной конструкции;
- теплообменника (он располагается внутри топки или вокруг нее, а также в форме змеевика вокруг дымохода);
- контура с теплоносителем, радиаторов;
- расширительного бака, который лучше располагать на чердаке.
В отдельных случаях контур отопления оснащается циркуляционным насосом. Установка аккумулятора тепла позволит увеличить КПД печки.
Выбор труб
В печи трудно контролировать температуру воды, поэтому трубы выбирают металлические
Использование печи с водяным контуром для отопления дома предусматривает применение радиаторов и труб. Подходят не только чугунные или стальные элементы, но и металлопластиковые, полипропиленовые. Однако тут есть некоторые особенности. Так как для отопления используются дрова и присутствует открытое пламя, жидкость в змеевике может закипеть. В таких условиях металлопластиковые трубы не выдерживают длительное время. Лучше применять изделия из нержавеющей стали.
Еще одной причиной выбора металлических труб является то, что патрубки, которые выходят из печи, сильно разогреваются. В таких условиях пластиковые изделия расплавляются. Трубы, которые подсоединяются непосредственно к патрубкам, должны иметь диаметром 3 см. Для остальных элементов этот показатель составляет 2 см.
Выбор печки
Универсальная печь с варочной поверхностью и отопительным контуром
Выбрать отопительный прибор можно с учетом технических параметров и назначения устройства. По второму признаку устройства бывают:
- Для отопления. Вырабатываемая тепловая энергия идет только на обогрев помещений. В печи такого типа устанавливается бак-теплообменник.
- Для приготовления пищи и обогрева жилья. Конструкция аппарата предусматривает дополнительный отсек. Над топочной камерой расположена духовая. Теплообменник может располагаться по бокам топки. На небольших печках может присутствовать только конфорка.
Из технических характеристик учитывается площадь дома, используемое топливо и материал изготовления. Первый параметр предусматривает, что на каждые 10 кв.м. площади сооружения требуется 1-1,2 кВт энергии. При этом высота потолка 2,5-2,7 м.
В виде топлива применяется уголь, торф, пеллеты, дрова. Все они имеют различные характеристики: при сгорании одного и того же объема выделяется разное количество тепла. Также учитывается стоимость топлива и его доступность.
Для изготовления печи используются следующие материалы:
- Кирпич. Такой вариант имеет большой вес и габариты, поэтому требует дополнительного фундамента при обустройстве. Данная конструкция отдает тепло равномерно и долго. Для кладки печи-камина нужен специалист. Однако кирпичная кладка идеально вписывается в любой интерьер, создает особую атмосферу и уют.
- Чугун. Для этого материала характерен быстрый нагрев, но он тяжелый и более хрупкий, чем другие. Тут не требуется сооружение отдельного фундамента.
- Сталь. Представленный вариант пользуется популярностью, так как он легкий, долговечный. Теплоноситель в нем нагревается быстрее.
Теплообменник для топки
Теплообменник самодельный для кирпичной печи
Теплообменник – основной элемент печи, поэтому к выбору нужно подходить ответственно. Он может монтироваться в топку, но всегда существует риск утечки теплоносителя. Безопасным вариантом является монтаж теплообменника в колпак дымохода. Данный элемент имеет разную форму и материал изготовления:
- Из листовой стали. Его можно устанавливать прямо в топку. Толщина материала – 3-4 мм. К нему подводится 2 трубы. Верхняя должна подключаться в самой верхней точке обменника. Внутренний зазор этого элемента не должен быть меньше 3 см. В этом случае можно избежать закипания теплоносителя.
- Из труб. Элементы могут быть круглыми или прямоугольными. Трубу тоже разрешается устанавливать в топке. Все зависит от конструкции печи. Главным требованием является установка теплообменника так, чтобы он не загораживал дверцу, а закладка дров была свободной.
- Плоский регистр. Такой вариант чаще устанавливается в дымоходном канале. Теплообменник может прослужить долго, так как он не эксплуатируется в агрессивных условиях. Имеет большие размеры.
Правильный выбор теплообменника обеспечит максимальную производительность печки.
Как выбрать проект? Порядовка
В первую очередь определитесь с условиями, в которых печь с водяным контуром будет функционировать
Если это интеграция в существующую ОС, важно обеспечить взаимозаменяемость в эксплуатации уже имеющихся коммуникаций. Для самостоятельного варианта важно определить площадь, которую будет обогревать система
Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи.
Другое дело — если площадь, количество комнат и этажей больше
Наконец, важно понять, будет ОС использоваться круглый год или только в холодное время. Если в доме живут летом, а зимой он простаивает, то после холодов и морозов система будет требовать восстановительных работ, что повлечёт дополнительные расходы
Фото 4. Пример порядовки кирпичной печи с водяным контуром: изображены начальные этапы строительства с 1 по 20.
Какие материалы потребуются
Для самой печи: бетон, раствор, огнеупорный и красный глиняный кирпич, задвижки, топочная дверка, колосниковая решётка, зольник.
Для изготовления теплообменника: металлические трубы диаметром до 50 мм или листы стали толщиной 3 мм и прямоугольный профиль 60х40 мм.
Для изготовления отводящих и подводящих коммуникаций печи: металлические трубы. Для распределения горячей воды по дому: трубы из полипропилена и радиаторы.
Необходимые инструменты
Для кладки печи, изготовления теплообменника, монтажа коммуникаций и обогревательных приборов понадобятся:
- строительный уровень;
- рулетка;
- мастерок;
- ведро;
- пассатижи;
- электродрель;
- сварочный инвертор;
- гаечный ключ;
- отвёртка.
Возможно, потребуются и другие инструменты, поскольку кладка печи с водяным контуром и разводка в каждом случае производятся с учётом индивидуальных условий.
Подготовка места
Печь с водяным контуром располагают в пожаробезопасной зоне, обладающей гидроизоляцией.
Эта область помещения должна хорошо проветриваться, а доступ к печи всегда оставаться открытым. Затем убедитесь, что место для печи ровное, а её стенки поднимутся вверх под прямым углом.
Важно, чтобы крыша позволила без препятствий вывести наружу трубу. Затем проверьте, насколько прочно основание под будущей конструкцией
Ведь печь — тяжёлое сооружение, которое требует подготовленной базы. Примерный вес печки считают, приравняв 1 кубометр к 1350 кг. Если подходящее место определено, его расчищают и подготавливают к строительному процессу.
Внимание! Для достижения максимального эффекта, печь с водяным контуром располагают так, чтобы она обогревала как можно больше пространства. Это позволит уменьшить потерю тепла и снизить затраты на его производство
Постройка печи с котлом водяного отопления своими руками
Постройку начинают с фундамента. Его нижнюю часть заливают бетоном, а верхнюю — выкладывают кирпичами. Затем начинается кладка. Первый ряд выкладывают насухо, а далее — на раствор. При этом кладка производится от стенок к середине.
В процессе кладки в топку устанавливается теплообменник, а идущие от него трубы распределяются по корпусу вплоть до места входа/выхода коммуникаций. Когда наружные коммуникации смонтированы, в контур запускают воду и проводят тестирование системы на герметичность. Если проверка прошла успешно, печь с водяным контуром признаётся готовой к эксплуатации.
Сложности при строительстве и наладке
Главная сложность при строительстве печей с водяным контуром — их интеграция в существующую планировку здания. Приходится искать в нём удобное место, а потом адаптировать к условиям работы печи.
Если заложить конструкцию системы в перспективу ещё на этапе проектирования здания, то удастся просчитать все нюансы и сделать КПД отопительной системы максимально высоким.
Элементы водного контура (теплообменник, трубы для выхода горячей воды и входа обратки) лучше протестировать сразу после изготовления и до установки.
Если все уже построено и смонтировано, а теплообменник вдруг потечёт, придётся разбирать кладку и отсоединять коммуникации, чтобы устранить обнаруженный дефект.
Другая проблема при строительстве системы может возникнуть из-за давления. Жидкость по водяному контуру движется под действием собственного давления. Но его не всегда достаточно, чтобы теплоноситель попал в отдалённые участки помещения. Тогда на помощь приходит электронасос для равномерного распределения тепла по всем участкам здания.
Положительные стороны
Применение печек для отопления домов имеет длинную историю. Они и до сих пор часто используются благодаря многим преимуществам, недоступным современным обогревателям:
- полная автономность и независимость от внешних факторов при наличии запаса топлива. Для эксплуатации такого отопления нет необходимости в наличии электричества, газа, воды;
- стоимость устройства печей в несколько раз ниже стоимости установки оборудования для использования иных видов отопления;
- периодичность процесса и доступность дров в некоторых регионах в совокупности с их невысокой ценой делают такой вид отопления экономным.
При наличии достаточных навыков реально выполнение печного отопления для частного дома своими руками. В его конструкции чаще всего отсутствует жидкий теплоноситель, в качестве которого используется вода. Это делает возможным останавливать процесс топки надолго и возобновлять его в любое время, независимо от каких-либо условий. Последний фактор наиболее актуален для зданий с временным присутствием людей, например, для дач, садовых домиков. Впрочем, водяное отопление при желании можно добавить, если установить трубы и радиаторы.
При устройстве печи существует возможность различных вариантов исполнения. На стадии строительства печи можно выполнить ее в виде камина, предусмотреть в конструкции лежанки, сушилки, кухонные плиты, встроить баки для подогрева воды.
Характеристики системы
При традиционном типе обогрева помещения (например, с помощью каменной печи) дисперсия тепла происходит неоднородно – около печи воздух нагревается сильно, а дальше идет градация температуры вплоть до холода в дальних углах помещения.
Кирпичные же печи с водяным отоплением используют теплообменник, устроенный в топливном отсеке, чтобы рационально разделять тепловую энергию между всеми зонами жилища, что способствует увеличению КПД.
нескольких помещенийК тому же, печь с теплообменником не только играет роль обогрева дома, но иприменяется как варочная аппаратура, поскольку приспособление для обмена тепла может монтироваться внутри плиты на кухне дачи.
Применение водяного контура превращает печку в котел, работающий на твердом топливе. Отличается от обычных котлов такая конструкция лишь тем, что кроме воды нагревается еще и сама печь, также участвующая в системе обогрева помещения. Печь с водяным отоплением обеспечит передачу энергии от теплообменника к батареям отопления во время топки, а когда огонь в печи уже не горит, отопительные кирпичи будут отдавать свое тепло воздуху в доме.
Отопительные печи подобного рода все чаще используются в деревнях и селах, где нет центрального газоснабжения, и отопление печью является единственным выходом.
Печное отопление с водяным контуром не требует дорогих отопительных котлов и закупки недешевого горючего.
Основной минус такой печи – это уменьшение объема топки за счет монтажа обменника тепла. Для компенсации этого факта применяется уменьшение размеров теплообменника и, соответственно, увеличение объема печного пространства, а также установка печи длительного горения. Другой недостаток – ослабленный нагрев корпуса печи из-за траты энергии горения на кипячение воды. Таким образом, наиболее сильно прогревается верх – там, где материал корпуса вбирает в себя тепло от горячего дыма. И третий минус – замерзание теплоносителя в трубах при расположении системы в редко используемых домах, таких как дачи.
Воплощается в жизнь отопительная схема из печи и водяного контура тремя путями:
- покупкой готовой печи такого типа, произведенной на заводе и готовой к применению, и ее подключением к имеющейся в доме системе водяного обогрева;
- наймом профессионального печника, который соберет печь с водяным контуром из кирпича или разработает для вас чертежи и порядовки;
- конструированием печи своими руками.
Последние два метода предполагают приобретение или изготовление своими руками печного котла и теплообменника, без которых водяной контур не сможет функционировать.
Изготавливаем змеевик
Печное водяное отопление начинается с изготовления теплообменника. При определенном желании им можно оснастить уже имеющуюся печку, адаптировав его под размеры топки. В этом случае затраты будут минимальными. В принципе, змеевик может иметь любую конструкцию, а основой для его изготовления служит стальная труба с толщиной стенок 4-5 мм – такая толщина необходима с целью исключения прогорания змеевика от горящих дров. Также есть возможность использовать профильную прямоугольную трубу размером 60х40 мм.
Если есть возможность изготовить теплообменник для водяного отопления с помощью печи на дровах из нержавеющей стали, то это еще лучше – нержавейка обладает высокой стойкостью к коррозии. Неплохими характеристиками обладают змеевики из гнутой медной трубы.
Схема наиболее удачного змеевика.
Например, змеевик можно обустроить по чертежу на рисунке слева. Он изготавливается из металлических труб различного диаметра. Дрова здесь горят как-бы внутри теплообменника, а тепло передается в циркулирующую воду. При необходимости, вы можете выполнить змеевик по любой другой схеме. Есть и альтернативное решение – в доме строится кирпичная печь с водяным отоплением, теплообменником в которой выступает самая простая чугунная батарея.
Устройство водяного отопления
Расширительный бачок закрытого типа в системе печного отопления с водяным контуром
Выбор печи и сооружение всей системы осуществляется еще на этапе планирования и возведения самого дома. Для большинства моделей требуется сооружение дополнительного фундамента. Отопление на основе печи с водяным контуром состоит из таких компонентов:
- печной конструкции;
- теплообменника (он располагается внутри топки или вокруг нее, а также в форме змеевика вокруг дымохода);
- контура с теплоносителем, радиаторов;
- расширительного бака, который лучше располагать на чердаке.
В отдельных случаях контур отопления оснащается циркуляционным насосом. Установка аккумулятора тепла позволит увеличить КПД печки.
Выбор труб
В печи трудно контролировать температуру воды, поэтому трубы выбирают металлические
Использование печи с водяным контуром для отопления дома предусматривает применение радиаторов и труб. Подходят не только чугунные или стальные элементы, но и металлопластиковые, полипропиленовые. Однако тут есть некоторые особенности. Так как для отопления используются дрова и присутствует открытое пламя, жидкость в змеевике может закипеть. В таких условиях металлопластиковые трубы не выдерживают длительное время. Лучше применять изделия из нержавеющей стали.
Еще одной причиной выбора металлических труб является то, что патрубки, которые выходят из печи, сильно разогреваются. В таких условиях пластиковые изделия расплавляются. Трубы, которые подсоединяются непосредственно к патрубкам, должны иметь диаметром 3 см. Для остальных элементов этот показатель составляет 2 см.
Выбор печки
Универсальная печь с варочной поверхностью и отопительным контуром
Выбрать отопительный прибор можно с учетом технических параметров и назначения устройства. По второму признаку устройства бывают:
- Для отопления. Вырабатываемая тепловая энергия идет только на обогрев помещений. В печи такого типа устанавливается бак-теплообменник.
- Для приготовления пищи и обогрева жилья. Конструкция аппарата предусматривает дополнительный отсек. Над топочной камерой расположена духовая. Теплообменник может располагаться по бокам топки. На небольших печках может присутствовать только конфорка.
Из технических характеристик учитывается площадь дома, используемое топливо и материал изготовления. Первый параметр предусматривает, что на каждые 10 кв.м. площади сооружения требуется 1-1,2 кВт энергии. При этом высота потолка 2,5-2,7 м.
В виде топлива применяется уголь, торф, пеллеты, дрова. Все они имеют различные характеристики: при сгорании одного и того же объема выделяется разное количество тепла. Также учитывается стоимость топлива и его доступность.
Для изготовления печи используются следующие материалы:
- Кирпич. Такой вариант имеет большой вес и габариты, поэтому требует дополнительного фундамента при обустройстве. Данная конструкция отдает тепло равномерно и долго. Для кладки печи-камина нужен специалист. Однако кирпичная кладка идеально вписывается в любой интерьер, создает особую атмосферу и уют.
- Чугун. Для этого материала характерен быстрый нагрев, но он тяжелый и более хрупкий, чем другие. Тут не требуется сооружение отдельного фундамента.
- Сталь. Представленный вариант пользуется популярностью, так как он легкий, долговечный. Теплоноситель в нем нагревается быстрее.
Теплообменник для топки
Теплообменник самодельный для кирпичной печи
Теплообменник – основной элемент печи, поэтому к выбору нужно подходить ответственно. Он может монтироваться в топку, но всегда существует риск утечки теплоносителя. Безопасным вариантом является монтаж теплообменника в колпак дымохода. Данный элемент имеет разную форму и материал изготовления:
- Из листовой стали. Его можно устанавливать прямо в топку. Толщина материала – 3-4 мм. К нему подводится 2 трубы. Верхняя должна подключаться в самой верхней точке обменника. Внутренний зазор этого элемента не должен быть меньше 3 см. В этом случае можно избежать закипания теплоносителя.
- Из труб. Элементы могут быть круглыми или прямоугольными. Трубу тоже разрешается устанавливать в топке. Все зависит от конструкции печи. Главным требованием является установка теплообменника так, чтобы он не загораживал дверцу, а закладка дров была свободной.
- Плоский регистр. Такой вариант чаще устанавливается в дымоходном канале. Теплообменник может прослужить долго, так как он не эксплуатируется в агрессивных условиях. Имеет большие размеры.
Правильный выбор теплообменника обеспечит максимальную производительность печки.
Устройство традиционной печи
Обычные печки делали из ходового вещества, такого как огнеупорный кирпич. Эти печные устройства делали в центре всего дома, или в середине комнаты. Это местоположение нужно затем, чтобы теплые воздушные массы перемещались и в помещение с печкой, и на другие комнаты.
Сторона, где находится дверца печи, всегда смотрит в направлении кухни, потому, что ее применяли и для готовки еды или сушили мокрые вещи. Обратная сторона печки для других комнат дома давало тепло. Один квадратный метр печки хватит, чтобы согреть около тридцати пяти квадратных метров от размера дома. Из данных расчетов отопления, можно вывести, какого размера нужна печь для дома.
Большая площадь обогрева
Обычное отопление печкой содержит как собственные преимущества, так и недочеты. Обычные печки встречаются даже в современных постройках. Печные отопительные комплексы используют в частных домах, в загородных особняках и дачном отоплении. Среди заслуг этой системы отопления выделяют такие:
- Обыкновенный и скорый самостоятельный монтаж. Обычную печку можно сложить их дешевых и вполне часто используемых материалов.
- Легкость в использовании и содержании.
- У данного комплекса отопления большой результат КПД. Когда отопление сконструировано в большей степени качественно, то этот результат даже достигает до 60%. Роль данного КПД почти схожа с коэффициентом полезного действия прибора, который начинает работать только на жидком топливе.
- Современный быт с печкой можно совмещать с каминным отоплением. Следственно, можно получить не обычную систему для обогрева, но и как предмет интерьера.
- С помощью печной системы отопления в жилище можно организовать благоприятную и радушную обстановку.
Данный способ отопления дровами, конечно, имеет собственные недочеты. Спрятать эти ошибки никак нельзя, потому что их необходимо учитывать, когда начинают организовывать дровяное отопление:
- Утрачивается большая часть нужной площади. Самая результативная печка по размерам большая, а поэтому и занимает много пространства в помещении.
- Чтобы разжечь печку до нужной температуры, необходимо какое-то количество времени. Мгновение, когда происходит розжиг в печи, это еще не значит, что печка начинает давать тепло в доме.
- Печное отопление очень быстро коптят комнату, в которой оно находится. Значит, его надо будет регулярно приводить в порядок.
- Печка не может дать одинаковое тепло во все комнаты. Около самой печки всегда жарче, чем остальных частях помещения.
- Если не соблюдать технику безопасности с таким отоплением, то можно отравиться угарным газом.
- Также есть риск возгорания в доме.
Как соорудить дома водяную печь?
- Есть три способа провести печное отопление с водяным контуром своими руками:
- купить стальную печь у производителя, услуги которого включают установку системы;
- нанять мастера – специалист подберет материал, сделает устройство, выложит печь и установит котел;
- сделать самостоятельно.
Как сделать такую печь самостоятельно
Принцип устройства котла для водяного отопления
Можно сделать такую систему самому? Вполне, достаточно лишь опыта в сварочных работах и в кладке кирпича при сооружении печи. Сначала нужно приготовить котел (регистр, змеевик, теплообменник).
Такое устройство можно купить или изготовить самостоятельно, используя листовое железо и трубы. Так как полный процесс работы по изготовлению и устройству водяного контура невозможно уложить в короткий обзор, ниже представлены основные рекомендации.
Варианты изготовления и рекомендации
Водяное отопление от печи на дровах – схема
Для котла используют лист металла толщиной не менее 5 мм, и делают его конструкцию такой, чтобы был максимальный нагрев воды, для дальнейшей циркуляции. Сваренный из листовой стали котел прост в изготовлении и эксплуатации – его легко очистить.
Но такой теплообменник обладает меньшей площадью нагрева, в отличие от трубного регистра. Трубный регистр трудно сделать дома самостоятельно – нужен точный расчет и подходящие условия для работы, обычно такие котлы изготавливают по заказу специалисты, которые сами устанавливают систему на месте.
Самый простой способ твердотопливного теплообменника – это обычная буржуйка с встроенной водяной системой. Здесь можно взять толстую трубу за основу, тогда сварочных работ будет значительно меньше.
Внимание! Все сварочные швы нужно делать сдвоенными, так как в топке температура не ниже 1000 градусов. Если проваривать обычные швы, то есть вероятность, что это место быстро прогорит.. Чертежи регистра выполните в соответствии с размерами печи дома
Планировка комнат дома и расположение мебели тоже нужно учитывать. Здесь надо обратить внимание, что выбирать схему лучше с листовыми котлами – на них нет трубных изгибов, соединенных в один неразрывный контур. Такую конструкцию сооружать не так хлопотно. Она удобна еще и тем, что после установки можно без проблем использовать варочную плиту, чего нельзя сказать о некоторых трубных котлах
Чертежи регистра выполните в соответствии с размерами печи дома. Планировка комнат дома и расположение мебели тоже нужно учитывать
Здесь надо обратить внимание, что выбирать схему лучше с листовыми котлами – на них нет трубных изгибов, соединенных в один неразрывный контур. Такую конструкцию сооружать не так хлопотно
Она удобна еще и тем, что после установки можно без проблем использовать варочную плиту, чего нельзя сказать о некоторых трубных котлах.
Регистр из гладких труб – чертеж
Когда теплоноситель двигается самотеком, то нужно расширительный бак поднимать выше, а трубы использовать больших диаметров. Если трубы будут недостаточного размера, то без насоса не обойтись, так как не будет хорошей циркуляции.
У котлов оборудованных насосами есть свои плюсы и минусы: можно сэкономить, поставив трубы меньшего диаметра и не поднимать систему так высоко, но есть один существенный минус — когда отключат электричество или сгорит циркуляционный насос, то нагретый котел может просто взорваться.
Сборку конструкции лучше производить дома, на месте, так как устройство, как и отдельные детали, имеет очень большой вес и габариты.
Установка системы
Теплообменник из чугунной батареи
- Перед установкой заливают прочный фундамент, сверху на который лучше уложить слой кирпича.
- Укладывать колосник можно на разных этапах: до котла, если сдвоенная конструкция, нижняя часть которой может быть наравне или выше верхней части колосниковой решетки, когда печь низкая, а система ставится чуть выше, тогда колосник, дверцы, уголок на плиту обычно ставят после монтажа котла.
- Устанавливается корпус – обычно он состоит из двух емкостей, соединенных между собой трубами.
- К котлу приваривается вся теплообменная система: выводящая труба идет к расширителю, идет по кругу, через радиаторы и с другой стороны снизу приваривается обратная труба к котлу.
Печное отопление с водяным контуром позволяет, во-первых, намного рациональнее расходовать дрова, во-вторых, равномерно распределять теплый воздух по всему отапливаемому помещению.
Задумав самостоятельно сделать отопительную систему дома с водяным контуром на дровах, продумайте все этапы работы, и если есть сомнения в успешном итоге, то лучше обратитесь к специалистам.
