Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Особенности обогрева на базе печки

Печное отопление – норма для российских деревень, надежность и практичность которого проверенна веками. И сегодня во многих деревенских домах стоят печи с плитой для готовки пищи и подом для выпечки хлеба.

Одни из них оборудуются водяным контуром отопительной системы, а другие нет. Но выкидывать их и менять на современные котлы хозяева сельского жилья не спешат. Более безотказного и беспроблемного способа обогрева еще не придумали.

Кирпичная печь в интерьере
Без контура с водой по дому дровяная печь способна прогреть лишь небольшое пространство вокруг себя. Для отопления одной-двух комнат такой вариант приемлем, но для большого коттеджа уже нет

В качестве топлива в подобных деревенских печах сжигают:

  • уголь;
  • торф;
  • дрова;
  • брикеты (евродрова).

Принципиальной разницы между этим типами топлива с точки зрения устройства печки внутри и разводки системы водяного отопления по частному дому нет. Одни из них дают больше жара, а другие прогорают дольше. Но конструкция топки и схема разводки труб с теплоносителем по комнатам во всех случаях одинаковы.

Правила устройства кирпичных печек
Делая выбор в пользу печного обогрева, не стоит забывать о противопожарных нормах устройства кирпичных печей – только их неукоснительное соблюдение позволит свести риск возникновения пожара к минимуму

Среди достоинств печного отопления числятся:

  • отсутствие зависимости от наличия в сети электроэнергии;
  • сравнительно низкая стоимость устройства отопительной системы;
  • дешевизна твердого топлива и возможность использования разных его видов;
  • предельная простота эксплуатации;
  • длительная отдача тепла (для кирпичных конструкций);
  • универсальность – подходит одновременно для обогрева и готовки еды.

Если частный дом невозможно подключить к магистральному газу, то дровяная печь будет наилучшим выбором для его отопления.

Единственное исключение – когда уголь или дрова недоступны в конкретной местности. Но такой вариант в России является скорее исключением, нежели нормой.

Минусы печного водяного отопления
Два главных недостатка печей с водяным контуром – невозможность автоматизации работы и проблематичность регулировки теплоотдачи в отдельных комнатах

Также из недостатков печного отопления следует упомянуть:

  • долгий прогрев системы до начала теплоотдачи;
  • потеря массы полезного пространства в доме из-за массивности печи;
  • большой вес печной конструкции из кирпича;
  • низкий КПД из-за ухода значительного объема тепла в трубу;
  • высокая пожароопасность при неправильной эксплуатации.

Кирпичная отопительно-варочная печь для частного дома с водяным отоплением в зависимости от конструкции и количества рядов может весить от 1,5 до 10 тонн. Плюс сюда добавляется вес трубы.

Фундамент для такой массы требуется мощный и дорогой по затратам, что также можно назвать минусом рассматриваемых отопительных систем.

Принцип действия

Не зря говорят, что всё новое — это хорошо забытое старое. Древняя Библия вторит этой пословице: «Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем» (Екклезиаст 1:9). Действительно, все физические и химические законы придуманы и запущены в жизнь задолго до нашего рождения, поэтому человек может только использовать их в своих целях.

Так, мало кто знает, что для усиления горения в паровозах и других аналогичных агрегатах, активно используемых в прошлых веках, вода применялась как катализатор горения. Вспомнив про эту особенность общедоступной жидкости, некоторые современные Кулибины придумали простую конструкцию для печи, где вода в качестве топлива способствует увеличению КПД теплоотдачи на десятки процентов.

Эконом-печь на воде своими руками
Благодаря печи на воде, можно обеспечить небывалое тепло в доме

Дело в том, что при нагревании водяного пара до температуры выше 600 градусов образуется горючая смесь водорода и угарного газа. В сочетании с кислородом она замечательно горит и способствует ещё большему подъёму температуры. Вот почему сильные пожары и огонь с большой температурой невозможно потушить водой или снегом. Наоборот, такой способ содействует ещё большему разгоранию.

Это интересно: вариант котла на отработанном масле с водяным контуром.

Однако если взять под контроль эту особенность самой распространённой жидкости, то можно добиться удивительного эффекта, способствующего улучшению процесса горения.

Вот главные преимущества этого метода:

  1. Более полное сгорание топлива и меньшее количество отходов горения.
  2. Отсутствие чёрного дыма, соответственно, меньше сажи — чище дымоход.
  3. Выше температура горения, большая теплоотдача.
  4. Отличное горение сырых дров, отсутствие задымления при этом.
  5. Почти в два раза возрастает время сгорания того же количества топлива.

В этом видео подробнее о печи на воде:

Получается, что использование конструкции печи на воде намного эффективнее обычного варианта.

Конструкция устройства

Решив оборудовать своими руками эконом-печь на воде, многие сталкиваются с проблемой, где взять чертежи устройства данной конструкции. В наш век технологий получение такой информации — сущий пустяк. Более того, поняв принцип действия такой печи, многие стараются создать собственный вариант, и порой такие попытки приводят к появлению очень эффективных образцов.

Детали могут отличаться, но основные узлы такого устройства неизменны.

Эконом-печь на воде своими руками
Если постараться, то можно легко смастерить такую печурку у себя на даче

Вот перечень этих частей:

  1. Парогенератор. Устройство, обеспечивающее поступление воды и преобразование её в пар. Принцип действия хорошо известен тем, кто знаком с самогоноварением.
  2. Пароперегреватель. Это приспособление служит для перегрева пара выше температуры 500°C.
  3. Вспомогательные узлы. Они могут быть различными в зависимости от конструкции, но соединительные шланги и трубки — это обязательные элементы любого подобного устройства.
  4. Расширительный бачок или другая ёмкость для хранения воды.
  5. Печь. Форма и материалы, из которых делают подобные печи, настолько разнообразны, что нет смысла перечислять их. По сути, любую печку, работающую на дровах, торфе или угле, можно использовать для переоборудования в паровую.

Какая бы конструкция ни была выбрана, она столь проста, что любой умелец сможет сделать своими руками печку на воде.

Виды дровяных печей по материалу изготовления

Печи на дровах, оставаясь по-прежнему отличным источником тепла, хорошо вписались в современные системы отопления частных домовладений. Дровяные печи можно разделить по материалу изготовления на следующие основные группы:

  • кирпичные (каменные);
  • чугунные;
  • стальные.

Кирпичные дровяные печи

Кирпичные печи наиболее долговечные и дорогие в возведении. Хорошая печь стоит не дешево, да и опытного мастера по ее монтажу найти не просто. Для строительства такой печки используются шамотные и огнеупорные красные кирпичи, как и при кладке дровяного камина , специальные мастики для кладки, чугунные дверцы, колосники, и задвижки для дымоходной трубы. Кирпичная печь достаточно долго нагревается, но и продолжительное время сохраняет тепло в помещении.

Чугунные дровяные печи

Чугунные печи используются обычно как дополнительный источник тепла. Производители создают из чугуна не только источники тепла, но и красивейшие изделия, отлично вписывающиеся в интерьер любого дома. Нагретый чугун превосходно держит тепло, а наличие варочной поверхности позволяет приготовить пищу или согреть воду для бытовых нужд.

Чугунная дровяная печь

Металлическая дровяная печь

Металлическая дровяная печь может быстро поднять температуру в помещении, используя при этом минимум топлива, но тонкая сталь, из которой они собираются, не позволяют продержаться теплу долго. Самым простым видом металлической печи является всем известная «буржуйка», которую часто используют для обогрева небольших дачных домиков или гаражей.

Дровяная печь

Как уже было сказано выше, сама печь обогревает только то помещение, в котором она находится. Для того чтобы осуществить перенос тепла и в другие помещения, существует два способа – организация воздушного отопления с системой воздуховодов, либо водяного отопления от печи с теплообменником, трубной разводкой и радиаторами отопления. Воздушное отопление проще в обустройстве, но имеет ряд недостатков, которые в совокупности перевешивают в сторону использования традиционного водяного контура отопления.

Воздушное отопление от печи

К недостаткам воздушного обогрева можно отнести:

  • монтаж воздуховодов, по которым распространяется теплый воздух, необходимо осуществлять на этапе строительства дома, так как они достаточно громоздкие;
  • необходимость монтажа вентиляторов с регулятором интенсивности потока, которые улучшают циркуляцию воздуха, но издают шум. Рушить эту проблему может установка печи с вентиляторами в подвале дома.
  • Необходимость установки дополнительных воздушных фильтров для исключения переноса пыли.
Рекомендуем:  Как утеплить ворота в гараже своими руками изнутри - пенопластом, пеноплексом и другими материалами

Достоинство воздушного отопления, которое в то же время является и недостатком – низкая инерционность. То есть помещения начинают прогреваться сразу после растопки печи, но также быстро они и охлаждаются.

К еще одному достоинству воздушного отопления можно отнести отсутствие радиаторов отопления. Воздуховоды, как правило, прячутся под потолком строения, а пространство под окнами остается свободным.

Воздуховоды от печи

В большинстве случаев, владельцы домов с печным отоплением делают выбор в пользу водяного контура отопления частного дома, поэтому разберем детально этот вариант.

Булерьян

Такая печь представляет собой круглый корпус, внутреннее пространство которого делится на две части. Нижний уровень – топка, куда кладут и где разжигают дрова. Второй уровень заполняется горячими газами – продуктами сгорания и тления дров. Изогнутые трубы опоясывают и сам цилиндр печи. По этим трубам в устройство поступает холодный воздух. В топке он сталкивается с горячим контуром, в результате чего образовывается быстро перемещающийся поток воздуха. Он на большой скорости вырывается во внешнее пространство и выводит с собой тепло топки.

Печь булерьян

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром

Классические твердотопливные котлы

Это самый распространенный вид отопительных установок, сжигающих твердое топливо, их еще называют котлами прямого горения. В силу простоты конструкции данные агрегаты – самые дешевые из всех и потому приобретаются домовладельцами чаще всего.

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром

Также популярны они и среди мастеров – самодельщиков, оттого и чертежи по изготовлению традиционных теплогенераторов отыскать несложно. Агрегаты можно условно разделить на 2 типа:

  • энергонезависимые, работающие на естественной тяге дымохода;
  • наддувные, с принудительным нагнетанием воздуха.

Первые функционируют по принципу обычной печи, только «одетой» в водяную рубашку. Объемная топливная камера располагается над зольником, отделяемая от него колосниками. Воздух из помещения поступает в топку через заслонку в дверце зольника и колосниковую решетку. Его количество регулирует термостат с цепным приводом, ориентирующийся на температуру воды в рубашке котла и управляющий воздушной заслонкой механически. Для лучшего восприятия процесса ниже показана схема твердотопливного котла:

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром

Дымовые газы, выделяющиеся в топке, проходят через жаровые трубы теплообменника, омываемые снаружи водой. В зависимости от конструкции отопителя, продукты горения могут совершить 2 или 3 хода по газоходам, интенсивно обмениваясь теплом с водяной рубашкой. Отдав свою теплоту, газы покидают агрегат посредством дымохода.

Энергонезависимые твердотопливные агрегаты не могут похвастать высоким КПД, максимум – 70%. Длительность горения зависит от объема топливника и режима работы, хотя настоятельно рекомендуется использовать их совместно с теплоаккумулятором. Второй тип котлов – более продуктивный, их КПД достигает 75% за счет принудительной подачи воздуха вентилятором. Устройство такой установки хорошо отражает схема работы твердотопливного котла, представленная ниже:

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром

Преимущества и недостатки отопления дровами

Высокая популярность дровяного отопления, обусловлена наличием у этого топлива ряда преимуществ. Давайте рассмотрим их плюсы:

Самое важное и весомое достоинство дров – это их доступность. Если взглянуть на нашу страну из космоса, то можно увидеть, что ее территория сплошь покрыта густыми лесами

Почти все районы компактного проживания людей находятся в местах с избытком древесины, тогда как электросети и газовые магистрали дотянулись далеко не до всех населенных пунктов.
Вторым их несомненным плюсом является низкая цена. Выбирая котел для отопления своего дома, для многих из нас, его стоимость носит определяющий характер. Поэтому даже при наличии электричества и подведенного газа, многие предпочитают купить недорогой котел на дровах, вместо более дорого электрического или газового.
Следующие достоинство – это простота установки. Котел на дровах не требует дорогостоящих согласований и разрешений на установку. Просто покупаете, подключаете и пользуетесь.
Простота конструкции. Как видно из предыдущего раздела, устройство котла очень простое. Именно поэтому многие умельцы самостоятельно изготавливают самодельные котлы на твердом топливе своими руками.

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром
Фото 5: Монтаж и обвязка водонагревательного котла на дровах на даче

О преимуществах отопления дровами му поговорили. Теперь о недостатках. А они есть и очень существенные:

  • Первое о чем хочется сказать – это большой расход дров. Так как это топливо с маленькой калорийностью, то даже для того чтобы отопить небольшой деревянный дом, потребуется внушительная поленница. Что уж тут говорить о современных частных домах и коттеджах площадью в несколько сотен квадратных метров.
  • Второе – это низкая эффективность. Конструкция такого прибора не позволяет извлечь максимум энергии из топлива, поэтому часть его улетает в трубу. КПД котла на дровах с водяным контуром находится в пределах 70-80%.
  • Дрова в котле быстро прогорают. Чтобы поддерживать комфортную температуру в помещениях, необходимо днем и ночью дежурить возле котла, постоянно подкидывая новую порции топлива в топку. Согласитесь, не очень приятная перспектива, а автоматизировать подачу дров у вас вряд ли получится.
  • Необходимость в помещении для установку как самого котла отопления, так и для хранения огромного запаса дров. Отопительный прибор из соображений безопасности должен быть вынесен в построенную для него котельную. Поленницу также нужно оборудовать неподалеку, чтобы топливо всегда было в шаговой доступности.

Вот вкратце об особенностях этих приборов. Больше информации о работе отопительных котлов на дровах смотрите в следующем видео:

Сооружение варианта для отопления теплицы

Для повышения урожая в холодное время года для теплицы необходимо предвидеть дополненное отопление. В отличие от обогрева при помощи электричества, использование самодельных котлов отопления будет более выгодным с финансовой стороны.

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром
Рис. 3 Котел для теплицы

Оптимальным вариантом станет сооружение в теплице печи с выходящим дымоходом, что вполне можно сделать своими руками. Чертежи для этого также можно легко найти во всемирной паутине.

Процесс сооружения оборудования в теплице состоит из следующих этапов:

  • В тамбуре теплицы необходимо выложить кирпичную печь.
  • По всей длине теплицы вверху конструкции или под грядками устанавливается дымоход.
  • Выход для трубы необходимо сделать с другой стороны теплицы. Таким образом, угарный дым будет уходить, но тепло оставаться внутри теплицы.

Возможен также другой вариант самодельного котла для теплицы:

  • Подбор бочки большого объема и ее окрашивание изнутри, что позволит избежать коррозии.
  • Проделывание в бочке отверстий для дымохода, печи, дополнительного бочка и сливочного крана.
  • Установка топки внутри бочки.
  • Вывод из бочки дымохода.
  • Установка дополнительного расширительного бачка на бочку.
  • Сварка отопления для теплицы из профильной трубы.
  • Раскладка труб внутри конструкции теплицы.
  • Приобретение насоса для циркуляции воды в системе теплицы.

Подобный вариант для теплицы может работать как на дровах, так и на другом виде топлива. Для контроля температуры внутри теплицы самодельные котлы отопления можно оснастить электронным датчиком температуры, а само цифровое табло разместить непосредственно в доме.

Автономное обогревание в виде самодельных котлов отопления пользуется спросом, как у владельцев частных домов, так и среди жильцов многоэтажных зданий. Это позволяет значительно сэкономить на покупке дорогостоящего оборудования, а также контролировать сам процесс обогрева. Самодельные котлы отопления могут работать на дровах, угле или другом виде топлива, что позволяет использовать подобные агрегаты в разных сферах.

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром
Пеллетные котлы российского производства

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром
Жаротрубный котел

Совместная работа электрического и твердотопливного котла

Если в топочном помещении вашего дома уже стоит электрический отопитель, но есть желание перейти на твердое топливо, то проблема остывания теплоносителя уже решена изначально

Здесь важно, чтобы правильно была выполнена обвязка твердотопливного котла и электрокотла. Первый должен функционировать как основной источник тепла, работающий постоянно

Второй агрегат будет служить ему подстраховкой на случай затухания топки или отключения с целью вычистить камеру и дымогарные трубы.

Большинство современных электрических отопительных установок комплектуются встроенными циркуляционными насосами. Если же таковой отсутствует, его придется купить и установить в трубопровод обратной воды на входе в электрический аппарат. Простейшее подключение электрокотла к твердотопливному котлу можно увидеть ниже.

Печь с водяным контуром для отопления дома: делаем отопление дома печью с водяным контуром

Схема комбинированного котла

Оба котла подключаются к системе отопления параллельно, каждый со своим циркуляционным насосом. Для твердотопливной установки предусматривается малый круг движения теплоносителя с термостатическим трехходовым клапаном. На входе трубопроводов обратной воды в каждый котел сразу после насоса рекомендуется установить обратный клапан. Это нужно для предотвращения циркуляции воды между агрегатами, а в случае аварии трубопровода не позволит опорожниться водяной рубашке. Для горизонтальных участков труб принимается клапан лепестковой конструкции, а для вертикальных – пружинной.

Если термостат твердотопливной установки поставить на рабочую температуру 60 или 70 ⁰С, а электрической – на 40 ⁰С, то можно экономить электроэнергию, поскольку вспомогательный аппарат включится в работу не сразу, а после понижения температуры в системе, которую он и будет поддерживать. Ниже представлена более сложная схема обвязки твердотопливного котла с электрокотлом и применением теплоаккумулятора в качестве буферной емкости.

Рекомендуем:  Расширительные баки, гидроаккумуляторы, для систем отопления и водоснабжения

Подключение электрокотла к твердотопливному котлу

В этом случае работа всей топочной будет более экономичной, так как температуру в системе отопления после того, как дрова сгорят, какое-то время будет поддерживать тепловой аккумулятор. И только спустя это время включится электрический источник тепла. Для оптимизации работы системы рекомендуется задействовать выносной контроллер с набором датчиков. Он будет управлять циркуляционными насосами на основании сигналов датчиков температуры, установленных на подающем и обратном трубопроводах теплоносителя. Это позволит постоянно использовать один насос для циркуляции, а не два.

Выбор модели

Выбирая печь, необходимо обратить внимание на технические показатели:

  • мощность – от нее зависят размеры и вес сооружения.
  • максимальная площадь обогрева – неверные расчеты приведут к тому, что вода в трубах будет сильно остывать до того, как завершит циркуляцию и вернется к печи.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Чтобы получить представление об эстетических качествах различных моделей, достаточно посмотреть фото печей с водяным контуром на сайтах продавцов и производителей.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Камин

Печи камины сочетают в себе высокий КПД и прекрасные эстетические качества:

  • малый вес и габариты позволяют устанавливать их в любом помещении;
  • дымовые каналы снабжаются теплообменниками: энергия не расходуется на обогрев улицы;
  • модели декорируются керамикой, металлической ковкой, оборудуются смотровыми дверцами из жаропрочного материала, дополняются варочными поверхностями и духовыми шкафами.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

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.

Печное отопление с водяным контуром: пример системы с бойлеромПечь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

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 циркуляциейПечь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

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 насосомПечь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

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 теплаПечь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

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 печиПечь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

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 теплообменникаПечь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

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.

Как действует печь с водяным теплообменником

Такой контур устанавливается в топке и его подключают к радиатору. Таким образом вода осуществляет теплообмен между печью и радиаторами. Это обеспечивает более равномерное распространение тепла, так как радиатор можно установить в любом из помещений, которые нужно обогревать.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Также наличие батарей позволяет регулировать температуру. А установить печь с водяным контуром можно своими руками.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Какие бывают печи

Можно выделить несколько типов отопительных устройств на основе водяного контура. Критерием для такого выделения служит тип циркуляции – естественная или принудительная. Первый тип является энергозависимым, второй работает на основе естественного процесса.

При использовании последнего нужно использовать трубы с большим диаметром, что будет дополнительно загромождать пространство. К тому же, такая система дольше греется. Но этот недостаток компенсируется долгим хранением тепла.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Второй тип – печи, действующие на основе принудительной циркуляции. Это печи длительного горения с водяным контуром. Для обеспечения постоянной циркуляции в систему встроен циркуляционный насос.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Регулируя его настройки, можно осуществлять регулирование интенсивности нагревания комнат. Но такой тип зависит от электричества. Чтобы обеспечить работу печи без электричество, можно обеспечить её бесперебойником, но это вызовет дополнительные затраты.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Также есть смешанные печи, которые работу на основе физических процессов, но при этом оснащаются насосом. Решать, какая печь с водяным контуром лучше, нужно исходя из собственных предпочтений.

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Фото печи с водяным контуром

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированиюПечь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать и почему + лучшие решения по проектированию

Выбираем печь

Печь из кирпича дольше нагревается, но и дольше отдает тепло пространству вокруг себя. Аналог из стали наоборот быстро греется и также быстро после прогорания топлива остывает. Частично эта проблема решается за счет наличия в водяном контуре больших объемов теплоносителя.

Однако чем больше воды приходится хранить в системе, тем дороже она выходит по материалам.

pechvoda6-430x278.jpg
Металлическую буржуйку с водяным змеевиком для отопительного контура в частных домах разрешается ставить прямо на деревянный пол без обустройства специального фундамента

Печь из стали под водяное отопление мощностью 5–15 кВт – без топлива и воды это конструкция весом 100–300 кг. Такую буржуйку без опаски можно поставить на усиленные лаги. Печные фундаменты требуется заливать, когда печка весит более 700–800 кг. Вот если она кирпичная, то без бетонных работ тогда точно не обойтись.

В сравнении с металлической, печь из кирпича весит больше, стоит дороже и сложнее в монтаже. Однако у нее выше КПД и меньше риски заморозки контура с порывом труб из-за образования внутри льда. Если все решено делать капитально для себя и постоянного проживания, то выбор рекомендуется останавливать на кирпичном варианте.

Выбираем трубы

Если система отопления строится на базе водогрейного котла, то обвязку его разрешается делать не только стальными трубами, но и металлопластиковыми и полипропиленовыми. Однако если воду будет греть дровяная печь, то контур с теплоносителем от нее стоит создавать только из нержавейки.

pechvoda7-430x307.jpg
При большой закладке дров вода в змеевике печной топки может быстро разогреться до 100 градусов и закипеть, подобные температуры долгое время способна выдержать лишь сталь

Металлопластик рассчитан на работу с теплоносителем, разогретым до 90–95 °С. Кратковременно он способен перенести и нагрев до 110–120 °С. При этом автоматика котлов и бойлеров изначально не допускает прогрев воды до таких градусов. Для теплых полов она нагревается до 30–45 °С, а для батарей до 60–65 °С.

Однако в случае с дровяной печкой температуры под сотню – не просто возможны, а далеко нередки. Рисковать и играть в русскую рулетку, делая обвязку этой печи с помощью металлопластиковых труб, не рекомендуется. Лучше всего предпочтение отдать более надежной нержавеющей стали.

Вдобавок выходящие из топки от змеевика патрубки для подсоединения труб контура точно будут нагреваться до сильно высоких температур. От открытого огня их отделяет менее полуметра. Подсоединять к ним любые пластиковые трубы опасно из-за риска расплавления последних.

Выбираем между радиаторами и регистром

Подача тепла из печки в контур отопления осуществляется порциями по несколько часов, пока в топке горят дрова или уголь. Если воды в отопительной системе мало, то дом быстро будет выстывать. Поэтому в деревнях подобный обогрев обычно и делается из толстых стальных труб, а не на основе более привычных горожанам радиаторов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит просто идеально.

pechvoda8-430x323.jpg
Классическая схема водяного печного отопления с естественной циркуляцией предполагает прямой контакт воды с атмосферой через расширительный бак, но обычным батареям воздух в теплоносителе противопоказан

Проложенная по дому труба диаметром 80–120 мм из нержавейки – это отопительный регистр, состоящий из подачи от печи и обратки к ней. В дальней от топки комнате эти линии соединяются воедино, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль внешних стен.

Выглядит регистр не столь эстетично, как радиатор. Зато первый вариант сильно дешевле и проще в самостоятельном изготовлении, нежели второй. Для его реализации надо лишь иметь опыт обращения со сварочным аппаратом.

Площадь теплоотдачи для подобного контура рассчитывается умножением числа ПИ на диаметр и длину трубы. Плюс в расчетах надо учесть тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.

Однако, зачастую, подобные вычисления не производятся, а берется труба диаметром 80–100 мм и прокладывается по периметру всего жилого здания с закольцовыванием в дальней комнате. При этом регулировка теплоотдачи производится «на глаз» и опытным путем в результате накладывания того или иного объема топлива в топку.

Не зря контуры из регистров вкупе с водяными печами так распространены. Их не нужно даже рассчитывать, достаточно взять подходящую трубу и сварить сваркой.

Подбираем теплообменник для топки

Теплообменник в печку можно сделать из меди, стали либо чугуна. Медный вариант сразу лучше исключить из-за высокой цены. Самостоятельно спаять такое устройство крайне проблематично.

pechvoda9-430x389.jpg
Устанавливать внутрь топки чугунные батареи следует с осторожностью – из-за температурного шока отдельные их секции могут отсоединиться от соседних элементов

Чугун по техническим параметрам выигрывает у стали. Однако выполнить своими руками из него теплообменник для дровяной печки представляется проблематичным. Можно лишь взять для этого старую батарею. Но здесь надо учесть, что уплотнитель между ее секциями будет выгорать в топке. А это прямой путь к потере герметичности и выходу воды в топочную камеру.

Если теплообменник решено делать из чугунной батареи, то лучше всего брать для этого модели МС-110-300 или МС-90-300. Они небольшие и спокойно разместятся в топке. Площадь поверхности нагрева у них на каждое ребро будет порядка 0,14–0,16 м2.

Исходя из этих цифр, можно прикинуть – сколько потребуется секций для конкретного контура. На каждый 10 квадратов площади дома нужно 1 кВт, что будет приблизительно равно 0,1 м2 площади нагрева теплообменника из чугуна.

pechvoda102-430x323.jpg
Ребра чугунного радиатора обычно соединяются с применением прокладок из теплостойкой резины. В печной топке такой резиновый уплотнитель сгорит, его нужно менять на асбестовый шнур

Еще один момент использования чугунной батареи в качестве теплообменника – это проблематичность ее чистки от сажи изнутри топки. Время от времени топочную камеру необходимо чистить, а рельефные ребра «чугунки» будут этому сильно мешать.

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

  • змеевика из нескольких трубок;
  • рубашки из листовой стали.

Делают их из низкоуглеродистой стали Ст10…Ст20 с толщиной 4–5 мм. Если брать трубки, то диаметром 30–50 мм.

pechvoda12-430x245.jpg
Сделать стальной теплообменник проще всего из листовой стали – однако у него в теплообмене будет участвовать лишь поверхность, обращенная внутрь топки к огню

Трубчатый вариант в плане теплообмена более эффективен, но он и более трудоемок в изготовлении.

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Qy=K*(Tcp-Tk)

где:

  • K – коэффициент теплопередачи материала (для низкоуглеродистых сталей берется 15–20, а для серого чугуна – 50);
  • Tcp – средняя температура нагревающей среды в топке (Tmax+Tmin)/2;
  • Tk – средняя температура теплоносителя (Tподачи+Tобратки)/2.

Если в печке будут сжигаться дрова, то Tcp=(700+300)/2=500 °С и Tk=(80+60)/2=70 °С. В итоге Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. То есть на квадратный метр обращенной к огню поверхности теплообменника выйдет приблизительно 7,5 кВт/час.

Для угля расчеты следующие – Tcp=(1000+600)/2=800 °С и Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.

Далее делим необходимую для обогрева конкретного дома мощность на вычисленную цифру, в зависимости от планов по использованию того или иного типа топлива.

Например, для коттеджа в 150 м2 нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м2. Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.

Если выбран трубчатый змеевик, то его длина рассчитывается по формуле:

S=2*3,14*D*L

где:

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

Параметры рубашки из стального листа вычислить еще проще, она обычно представляет собой два прямоугольника по бокам топочной камеры.

Источники
  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/pechi/pech-s-vodyanym-konturom-dlya-otopleniya-doma.html
  • https://kaminguru.com/pech/jekonom-pech-na-vode.html
  • https://strhouse.ru/inzhenernye-sistemy/drovjanaja-pech-dlja-otoplenija.html
  • https://vse-otoplenie.ru/kotel-na-drovah-s-vodanym-konturom-ustrojstvo-i-rabota-tverdotoplivnogo-agregata-otopitelnye-shemy-dla-doma
  • https://chastnyjdom.ru/pech-s-vodyanym-konturom/
  • https://kak-sdelano.ru/otoplenie/pech-s-vodyanyim-konturom-dlya-otopleniya-doma
  • https://mojdominfo.ru/pech-s-vodyanym-konturom/
  • https://remont-system.ru/pechi-i-kaminy/pech-s-vodyanym-konturom-dlya-otopleniya-doma

Крабадам