Домашнее водяное отопление – теплообменник в печи

Печь с водяным контуром для отопления дома: особенности печного отопления + выбор оптимального варианта

Дрова и уголь остаются во многих регионах наиболее доступными видами топлива, с помощью которых отапливаются частные коттеджи. Однако печной обогрев выбирают не только из-за дешевизны и общедоступности энергоносителя, но и из-за низкой цены его обустройства.

При этом помимо множества плюсов печь с водяным контуром для отопления дома имеет и массу минусов. Далеко не всегда такой вариант бывает оптимальным. Давайте попробуем разобраться в нюансах такой системы отопления.

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.

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.

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.

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.

Устройство печного водяного отопления

Печь для рассматриваемой системы обогрева в идеале необходимо рассчитывать и строить одновременно с домом. Если жилое строение уже возведено, то поставить в нем печную конструкцию из кирпича будет сложно. А зачастую это и вовсе оказывается невозможно из-за необходимости делать прочный фундамент и перестраивать стропильную систему.

Печь для водяного обогрева в частном доме может быть выполнена не только из кирпича, но и из стали в виде буржуйки с теплообменными трубами вокруг топки для нагрева теплоносителя

Водяное отопление на основе печи состоит из:

непосредственно печки (металлической либо кирпичной);
теплообменника внутри или вокруг печной топки, а также в форме змеевика вокруг дымохода;
разнесенного по дому контура с теплоносителем и расширительным бачком на чердаке.

Также в отдельных случаях эта отопительная система дополняется циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Однако такой расширенный вариант применяется крайне редко, так как требует бесперебойного электропитания и приводит к удорожанию всей схемы.

А основной плюс водяного печного отопления – дешевизна устройства. Дополнять его дорогостоящими и склонными к поломке элементами не стоит.

Схема циркуляции воды в контуре

Система водяного отопления в домах выстраивается с естественной (гравитационной) либо принудительной циркуляцией теплоносителя. Если она делается на базе дровяной печки, то лучше всего предпочтение отдать первому варианту.

Схема разводки с естественной циркуляции воды более дешева по сравнению с принудительным аналогом, а также в отличие от него не требует электроснабжения

Водяное печное отопление рекомендуется обустраивать только в одноэтажных домах площадью до 150 м 2 . В этом случае его можно сделать гравитационным без дополнительных насосов.

Если необходимо обогреть коттедж в пару и более этажей, то лучше осуществлять это на базе более мощного котла. Печь для таких строений придется сооружать просто огромную, что дорого в реализации. Да и объемы топлива придется в нее закладывать каждый раз немалые. А делать так крайне не рекомендуется из-за увеличения рисков возникновения пожаров.

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

теплообменника в составе печки;
контура из металлического трубопровода;
радиаторов (обычно заменяются толстыми трубами в комнатах);
расширительного бачка.

Если водяной обогрев в загородном доме решено делать своими руками, то лучше его проектировать именно по этой схеме. Монтаж и расчет такого варианта выполнить проще, чем с принудительным движением воды.

Система с циркуляционным насосом больше подходит для котлов, на базе печки она теряет свою повышенную эффективность по теплоотдаче

Если бойлер автоматизирован и воду греет постоянно по мере необходимости, то дровяная печь протапливается раз или два в сутки. Именно в эти моменты теплоноситель в печной топке и нагревается, чтобы отдать тепло в помещениях. После гонять его насосом по трубам контура бессмысленно. Воду все равно ничто в холодной топке не будет подогревать.

Делая выбор в пользу печи на дровах или угле, хозяева частных домов обычно рассчитывают получить автономную систему обогрева. Если поставить в нее насосное оборудование, требующее для работы питание из электросети, то об автономности говорить будет сложно.

Печь — кирпичная или металлическая

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.

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.

Трубы — нержавейка или металлопластик

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.

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.

Теплоотдача — радиаторы или регистр

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.

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.

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 м 2 .

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 м 2 площади нагрева теплообменника из чугуна.

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.

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)

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 м 2 нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м 2 . 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

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.

Выбор самого оптимального варианта

В уже построенном доме массивную кирпичную печь поставить будет сложно. Водяное отопление в этом случае лучше всего организовывать на базе металлической буржуйки, которую разрешается ставить на усиленный деревянный пол без заливки фундамента.

Однако если есть возможность сделать фундаментную основу как положено, то предпочтение стоит отдавать более надежной печной конструкции из кирпича.

Водяной контур по дому для дровяной печи лучше всего делать из толстых стальных труб и с естественной циркуляцией теплоносителя

Установка в рассматриваемый отопительный контур циркуляционного насоса и/или гидроаккумулятора – это пустая трата денег и ноль дополнительной пользы. Они лишь усложнят монтаж системы. А при отключении света эти устройства и вовсе создадут проблемы. Тогда как вариант обогрева без них при проблемах в электросети продолжит спокойно отапливать дом.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор формы теплообменника в дровяную печку:

Обзор кирпичной печи для водяного отопления в коттедже:

Устройство отопительно-варочной печки из кирпича с разбором порядовки конструкции:

Назвать водяное отопление на основе дровяной печи идеальным и высокоэффективным сложно. Но этот вариант обогрева частных домом самый надежный, а также дешевый и простой в реализации. Только дополнять такой контур циркуляционным насосом и автоматикой не надо. Они работают от электросети и делают всю системы неавтономной, нивелируя ее один из основных плюсов.

Печь с водяным контуром для отопления дома: схема работы печи длительного горения, инструкция подключения и установки (140 фото примеров)

Дрова — все еще очень популярный и доступный материал для отопления частного домовладения. Хотя выбор печи с водяным контуром для отопления дома связан с определенными рисками, относительно невысокая стоимость эксплуатации и надежность системы явно перевешивают.

Содержание

Плюсы и минусы печи с водяным контуром отопления

Отопление дома от дровяной печки — распространенное явление в российских деревнях и селах. Однако, обычная печь способна обогреть лишь одну, максимум две комнаты. При этом жители сельской местности не стремятся заменить традиционную русскую кирпичную или каменную печь современным котлом, а вместо этого по возможности стараются оборудовать ее водяным контуром.

Печное водяное отопление — практически безотказная система, надежная и доступная. Топливом для печи служат колотые дрова (как правило, березовые), уголь, торфяные брикеты. Для топки также подойдет картон, щепа, отходы деревообрабатывающей и бумажной промышленности.

Плюсы

К несомненным достоинствам водяного отопления от печи относят:

низкая стоимость системы;
зависимость исключительно от наличия топлива;
простота в обращении;
продолжительная отдача тепла;
использование нескольких видов твердого топлива.

В случае невозможности газоснабжения отопительная печь с водяным контуром является наилучшим вариантом.

Недостатки

Основными недостатками отопления от дровяной печи с водяным контуром являются долгий прогрев до начала отдачи тепла, сложность регулирования теплоотдачи в отдельных помещениях, потеря части тепла через трубу, невозможность автоматизировать процесс.

Кроме того, печь на дровах и угле требует особо внимательного отношения с точки зрения пожаробезопасности: при неправильной эксплуатации повышается риск возникновения пожара в жилом доме.

Оборудование системы печного водяного отопления

В идеальной ситуации печь с водяным контуром для отопления дома нужно устраивать на этапе строительства здания. Если дом уже возведен, то установить в нем печь из кирпича или камня может быть очень проблематично из-за особенностей фундамента и расположения стропил крыши.

Помимо печи, оборудование для отопления включает в себя:

теплообменник, установленный непосредственно в печной топке;
контур в виде металлического трубопровода с теплоносителем (водой) вдоль стен дома;
радиаторы или регистры в виде толстых труб (второй вариант встречается чаще);
расширительный бак в чердачном помещении.

Контур можно дополнить другим оборудованием, например, циркуляционным насосом, но это приведет к удорожанию установки, а низкая цена печи с водяным контуром — базовое преимущество системы.

Виды печей с водяным контуром

Печи выкладывают из кирпича (камня) или приобретают готовые изделия из металла. Кирпичная печка с водяным контуром весит от 1,5 тонны и больше, и фундамент, соответственно, должен быть устроен с учетом значительного веса конструкции. Если решено ставить кирпичную конструкцию, в фундамент придется заливать бетон.

Металлическую печку по типу буржуйки разрешено ставить в домах непосредственно на деревянный пол. Поскольку вес такой печи обычно не превышает 250-300 кг., то специально укреплять фундамент не требуется: достаточно использовать усиленные лаги пола.

Кирпичная печь хоть и нагревается дольше, но лучше держит тепло. Установка из стали нагревается гораздо быстрее, но также быстро остывает, как только прогорает топливо.

Трубы водяного контура отопления

Трубопровод, отходящий от котла, нередко собирают из металлополимеров и полипропилена, однако, для дровяной печи трубы контура должны быть выполнены только из нержавеющей стали.

Такое требование связано с тем, что при горении большого количества топлива вода в топочном теплообменнике быстро нагревается до 100°С — металлопластик не выдержит, да и автоматика котла не позволит теплоносителю разогреться до чрезмерно высоких температур.

Отопительные регистры — что это?

Тепло из печи поступает в трубы в течение нескольких часов: пока горит топливо и после его выгорания. Чтобы вода дольше сохраняла и отдавала тепло, вместо радиаторов рекомендуется использовать регистры из толстых стальных труб диаметром 80-120 мм.

Такой контур можно сделать самостоятельно, закольцевав трубопровод в самой дальней от печи комнате, откуда идет отвод (обратка). Зачастую народные умельцы не делают специфических расчетов (например, площади теплоотдачи), а просто прокладывают трубу по периметру, а теплоотдачу регулируют просто исходя из объема дров в топке.

Печь с водяным контуром своими руками — вполне посильная задача, и это еще одна причина популярности водяного отопления от печки.

Принцип работы печи с водяным контуром

Циркуляция теплоносителя по трубопроводу контура происходит естественным образом благодаря гравитации либо принудительно.

Первый вариант для дровяной печи предпочтительней: для естественной циркуляции не требуется установка дополнительного оборудования и электроснабжения, то есть, сохраняется автономность и минимальная зависимость отопительной системы от топлива.

Кроме того, дровяную печь топят пару раз в сутки, в зависимости от погоды, тогда же нагревается вода в трубах. Когда тепло отдано, гонять теплоноситель по контуру при помощи насоса не имеет смысла.

Условия для естественной циркуляции воды:

дом должен быть одноэтажным;
отапливаемая площадь — не более 150 кв. м.

В иных случаях без дополнительного насоса (а может быть и нескольких) не обойтись. Для отопления двух и более этажей желательно установить котел, иначе придется сооружать печь действительно больших размеров, а это дорого и небезопасно.

Где купить печь с водяным контуром? Если самим заниматься кладкой дровяной печи и сваркой нет желания или возможности, в специализированных магазинах можно приобрести отопительную систему из стали либо заказать услугу кладки печи с установкой водяного контура.

Фото печей с водяным контуром дают достаточное представление о том, насколько надежна и проста в реализации эта система.

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).

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.

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.

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.

Основные виды теплообменников в печь и его способы установки

Несмотря на широкое распространение современных отопительных котлов, традиционные печки не теряют актуальности. Однако их эффективность иногда оставляет желать лучшего. Установка теплообменника для печи сделает ее по-настоящему универсальной. Будет прогреваться не только окружающий воздух, но и теплоноситель, циркулирующий по системе. Покупка нового полноценного котла целесообразна не всегда. Особенно если у рачительного хозяина имеется желание, возможность и руководство к действию.

Принцип работы и функции теплообменника

Жидкостное теплообменное устройство — это емкость, часть печной конструкции, оборудованная для подключения к трубопроводу. Бак нагревается, контактируя с продуктами сгорания топлива, и передает эту энергию воде. Вода, перемещаясь по системе, отдает тепло приборам отопления – радиаторам, от которых конвекционно прогревается воздух. Нагрев емкости может быть прямым или косвенным, а циркуляция теплоносителя – естественной либо принудительной.

Теплоноситель

Вместо воды часто применяют антифризы на основе этиленгликоля, пропиленгликоля, спирта или масла. Их основное достоинство — низкая температура замерзания, находящаяся в пределах от -30 до -70°C. Точные цифры зависят от химического состава и концентрации жидкости. Применение такой химии дает ряд преимуществ:

защита элементов системы от повреждений вследствие разморозки;
антикоррозийная защита, обусловленная соответствующими присадками;
отсутствие абразивов, солей и прочих примесей, разрушающих (засоряющих) трубопровод или арматуру.

Некоторые теплообменники, например — для бани, обслуживают не только приборы отопления, но и душ или отдельный резервуар. Поэтому здесь используют воду. Во избежание разморозки устройство проектируют так, чтобы заливка воды не занимала много времени. Если же баню или сауну топят часто, а ограждающие конструкции утеплены качественно, проблема снимается.

Пропиленгликоль дорогой, спирт и масло – пожароопасные, а этиленгликоль – высокотоксичный теплоноситель.

Функции теплообменника

Функция теплообменного бака, как части печной конструкции – прием и передача тепла теплоносителю от продуктов горения. Но как элемент более широкой системы (отопления, водоснабжения) он решает несколько задач.

Равномерно и экономично распределять тепло по обогреваемым помещениям.
Обеспечить дом (дачу, коттедж, баню, квартиру и пр.) горячей водой.
Аккумулировать тепловую энергию для использования при неработающей печке.

Тепловой аккумулятор, подключенный к теплообменнику для дровяной печи, накапливает энергию благодаря теплоемкости аккумулирующего агента. Поэтому изготовить его можно, изолировав любую емкость. Бочка, облитая монтажной пеной и частично заполненная щебнем или песком — это уже теплоаккумулятор. Если снабдить его четырьмя патрубками и правильно подключить, агрегат станет функциональным элементом системы.

Остывая на 1°C, вода нагревает 1 м3 неподвижного окружающего воздуха на 4°C. С этим связано успешное применение водяных теплоаккумуляторов.

Виды теплообменников

Простое устройство может быть эффективным по-разному – в зависимости от вида. Классификацию проводят по нескольким критериям. Различные модели заводских или кустарных теплообменников, например, в баню, отличаются:

конструкцией,
местом установки,
материалом.

Эти факторы влияют друг на друга и на особенности теплообменного агрегата в целом: его стоимость, КПД, производительность, объем системы, сложность установки и пр.

Конструкция

Конструктивные отличия во многом зависят от назначения изделия. Например, нагрев воды для мытья предполагает существенный объем и интенсивную теплопередачу. А использование только для отопления требует постепенной передачи тепла теплоносителю.

Змеевик – гнутая под разными углами труба. Быстро прогревается, но часто не обладает достаточным объемом. Подходит для монтажа в дровяную топку, за топку, в каменку, на дымоход (если змеевик — спиралевидный).
Регистр – аналог трубного радиатора, пожалуй, самый популярный, универсальный, энергоэффективный. Как правило, это несколько труб большого диаметра, соединенных тонкими трубками. Выбор конкретной формы и места установки ограничен фантазией автора, а также общей схемой.
Дипломат – одна или несколько соединенных между собой емкостей с патрубками. Это распространенная модель, простая в сборке и монтаже. Печь для бани с теплообменником такого типа обеспечит тепло, жар, горячую воду. Недостатки – существенный объем снижает скорость прогрева, ограничивает выбор места для монтажа. Примитивная форма не способствует полноценной теплопередаче, мешая прогреву частей самой печки. Поэтому хорошо подходит только для монтажа внутрь каменки (если речь о бане), за нее или за топку.
Водяная рубашка – кожух, устанавливаемый на прогреваемые изнутри части теплогенератора. Зачастую это цилиндр с патрубками, надетый на дымоход. Сложен для кустарной сборки, подвержен протечкам, зато не требует разборки печки для монтажа и достаточно эффективен.

Выбор модели обычно связан не столько с КПД и ценой, сколько со сложностью установки. Например, некоторые модификации водяных «рубашек», «змеевиков» и «дипломатов» монтируются без разборки печи. Максимум – модернизация части трубы или замена чугунной плиты (для готовки) на «дипломат».

Теплообменные регистры, как правило, предпочтительнее других устройств. Однако устанавливаются они только при строительстве новой печки или серьезной переделке старой.

Материал

Проектируя печь либо камин с каким-либо теплообменником, инженер (или печник) учитывает параметры материалов. Необходимые свойства – огнеупорность, эластичность, стойкость к коррозии, теплоемкость, теплопроводность. Обладают этими характеристиками только металлы.

Сталь прекрасно подходит по всем параметрам, кроме стойкости к коррозии. Однако если теплоноситель залит всегда, ржаветь она не будет.
Нержавеющая сталь не имеет недостатков, кроме высокой цены и сложности сварки. Оцинкованная сталь почти не применяется из-за токсичных выделений, связанных с высокими температурами.
Чугун, недостатки которого – сложность сварки и высокая вероятность образования трещин (из-за резких перепадов температуры при неравномерном нагреве).
Медь, которая всем хороша, кроме высокой цены и соединением частей пайкой. Припой «не держит» сильный нагрев, если слита вода, поэтому применение меди ограничено.

Выбор, как правило, связан с наличием или доступностью материала. Нередко встречаются банные печи с чугунным теплообменником, представляющим собой доработанную батарею. Доработка заключается в проварке стыков секций и заглушек в лишних отверстиях. Тем самым получают теплообменный регистр, обладающий всеми нужными свойствами. Его недостаток – громоздкость, ограничивающая выбор места.

Изготовление своими руками

Принятие решения о самостоятельном изготовлении, как правило, говорит о наличии кое-какого инструмента и навыков работы с ним. В идеале необходима полноценная мастерская с тисками, сваркой (двух видов), верстаком, наковальней и т. д. Если оснащение оставляет желать лучшего, возможен вариант сборки простейшей модификации – медного спиралевидного змеевика.

Плюсы этого варианта:

Медь относительно легко гнется, паяется.
Змеевик не содержит соединений, подвергающихся сильному нагреву.
Спиральная форма проста, универсальна, а для ее придания не нужно сложное оборудование.
Установка такого теплообменного устройства не потребует серьезной модернизации печной конструкции.

Банная печь с таким теплообменником справится со всем, чего от нее можно ожидать: обеспечит работу 2 – 3 радиаторов отопления, нагреет воду в небольшом баке. За микроклимат в парилке, все же, отвечает каменка.

Расходные материалы

Из специальных инструментов для работы с медью необходима только газовая горелка. Профессионалу потребуется труборез, фаскосниматель, металлический ершик нужного размера. Однако все это заменяется болгаркой, напильником (рашпилем), мягкой абразивной губкой. Расходных материалов также понадобится минимум:

отожженная медная труба в бухте d32, длиной 3.5 — 4.5 м (в зависимости от d дымохода);
водорозетки переходные (резьба-пайка) d32 * 1.25” – 2 шт;
обычный низкотемпературный и жесткий медный припой для среднетемпературной пайки (650 — 750°C);
паста «флюс»;
мягкая абразивная губка;
газ пропан-бутан для среднетемпературной пайки – 1 баллон (0.5 л);
мытый просеянный мелкий песок – 5 – 6 кг;
трубопровод, краны, клапаны «Маевского», радиаторы.

Необходим «трубогиб» — ровное круглое бревно. С его помощью теплообменник для банной печи получит форму спиралевидного змеевика. Длина бревна – не меньше 1 м, а диаметр равен габаритам дымохода на выходе из печки. Как правило, параметр зависит от размеров топки и не бывает менее 10 см.

Бревно следует жестко закрепить, зафиксировав его мощными саморезами/дюбелями между двумя деревьями или стенами.

Алгоритм сборки

Самая сложная часть сборки – придание спиралевидной формы. Для этого трубу придется гнуть, используя жестко установленное бревно. Неотожженную медь согнуть не получится, поэтому покупать надо именно ту, что в бухтах. Самый простой способ установки теплообменника «змеевик» в кирпичную печь (для отопления) – монтаж на дымоход. Алгоритм действий:

Надежно заглушите один конец трубы, например, запаянной заводской заглушкой.
Заполните трубу песком, проливая водой, простукивая молотком, уплотняя «шомполом». Им может стать металлопластиковая труба или заглушенный резиновый шланг.
Когда труба будет заполнена, максимально уплотните наполнитель, затем заглушите второй конец. Старайтесь, чтобы песок при этом не «разуплотнился».
Прикрутите к бревну П-образный или круглый хомут, который будет плотно держать трубу. Основание «П» – перпендикулярно трубогибу ближе к концу, а расположение по окружности роли не играет.
Вставьте конец бухты в хомут, начните, не торопясь, накручивать трубу на бревно.
Если где-то появился залом, значит, в этом месте песок лежит недостаточно плотно. Желательно начать все сначала, но, теоретически, можно попытаться отстучать залом молотком.
Если d дымохода равен 150, а длина бухты — 4.5, должно получиться 8 – 9 витков спирали (высотой не более 35 – 40 см), а также два «хвоста» по 30 – 40 см.
Отрежьте заглушки, вычистите песок, промойте спираль.
Припаяйте к концам спирали переходные водорозетки.
Снимите крышку, закрывающую каменку, или демонтируйте шиберную заслонку (выньте часть дымохода).
Оденьте «змеевик» на трубу как можно ближе к печке.
Соберите обратно дымоход, учитывая необходимые герметики, подмотки (если они были).

Теперь можно установить и подключить остальные элементы отопительной системы, в том числе открытый расширительный бак самоварного типа, трубопровод, краны, радиаторы, воздушные клапаны. Для улучшения естественной циркуляции диаметр трубопровода не должен быть намного меньше размеров змеевика. В идеале – он также будет медным, того же диаметра.

Вероятная трудность – снижение тяги из-за непредусмотренного теплосъема с дымохода. Решение – увеличение длины дымовой трубы.

Варианты установки теплообменной конструкции

Установка теплообменного устройства любого вида предполагает проведение немалого объема работ, особенно если его эффективность имеет серьезное значение. Например, простейшая спираль на дымоходе может слабо прогреваться, а циркуляции без насоса не быть совсем. Тогда приходится принимать меры, вплоть до отказа от такой конструкции. На практике один теплообменник для печи, установленный в разных местах, выдает разный КПД. Условно можно составить такой ТОП, начиная с самой эффективной разновидности:

чугунный или стальной П-образный регистр в топке;
водяная рубашка вокруг топки или у какой-либо из ее поверхностей;
П-образный дипломат в топке;
дипломат непосредственно над топкой или за ней, с максимальным контактом;
водяная рубашка вокруг каменки;
регистр, дипломат или змеевик в каменке;
дипломат или змеевик за каменкой;
водяная рубашка на дымоходе.

Змеевик на дымоходе условно является наименее эффективным вариантом. Однако простота устройства нередко нивелирует недостатки. К тому же, КПД повышается различными способами. Среди них – обкладка змеевика термоизолированным кожухом с заполнением пустот песком либо установка конструкции прямо в каменку.

Все названия условны. Например, нередка такая заводская конструкция, когда емкость кубической формы встроена над каменкой. Ее можно считать рубашкой или дипломатом.

Правильное подключение

Дровяная печь или камин с любым теплообменником – это лишь часть системы. Для ее энергоэффективной работы ключевым фактором остается циркуляция теплоносителя. Даже когда применение насоса явно необходимо (например, в большом двух- или трехэтажном доме), естественная циркуляция – важная вещь. Благодаря ей трубы не полопаются из-за разморозки слишком быстро, и вода так просто не закипит, если отключится электричество. Для улучшения циркуляции желательно придерживаться следующих правил:

чем выше разбег патрубков теплообменного устройства по высоте, тем лучше;
расширительный бак ставят как можно выше, рядом с печкой;
к баку идет труба с верхнего патрубка;
труба от расширительной емкости идет к нижнему входу радиатору;
все горизонтальные участки делают под наклоном (не меньше 3 мм на 1 м);
выход с радиатора только с противоположной стороны или по диагонали.

Еще один важный момент – проходимость трубопровода. Чем она выше, тем лучше. Поэтому не стоит сужать диаметр, встраивать лишние колена, арматуру, а также применять ржавые изнутри или пластиковые трубы.

Установку теплообменника производят на стадии сборки печи. Если речь идет о старой конструкции, не нужно лениться разобрать ее. В этом случае получится установить максимально эффективное устройство туда, куда требуется. Попутно будет проведен подробный осмотр кладки, а также других деталей. Дефекты и изъяны устранятся.

Печь с водяным отоплением: как сделать своими руками? Порядовка, схема кладки кирпича и принцип работы печи с водяным контуром

Выбор способа, как обогреть жилище – это жизненный вопрос. От него зависит не только комфорт, но и стоимость затрат на тепло, эффективность системы.

Об особенностях печей для отопления дома с водяным контуром расскажет эта статья.

Содержимое обзора

Преимущества печи с водяным контуром отопления

Доступность и дешевизна топлива (дрова, уголь);
Низкая цена установки, эксплуатации;
Безотказность, долговечность;
Независимость от электроснабжения;
Возможность выполнять несколько функций (обогрев и приготовление пищи, а заводы предлагают такую разновидность, как печь-камин с водяным отоплением).

В сравнении с классическим вариантом (печь без контура), здесь достигается равномерная теплопередача по всему дому, рациональный расход топлива.

Недостатки печи с водяным отоплением

Затрачивается время на разогрев, прежде чем система начинает теплоотдачу;
Много тепла улетучивается через трубу (низкий КПД);
Риск возгорания, если неправильно эксплуатировать устройство;
Печь способна обогреть только одноэтажное жилище, в пределах 150 м 2 .

Важно! Если зимой помещения не отапливаются, вместо воды желательно заливать в систему антифриз. Это предотвратит возможное промерзание и разрыв труб.

Материал

Обычно при возведении печей используется кирпич. Его характеризует ряд особенностей. Такая конструкция отличается большим весом (от 1.5 до 10 т), требует подготовленного, прочного фундамента. Из-за массивности агрегата, теряется много полезного пространства в помещении.

Оптимальный вариант монтажа – когда дом еще строится. В таком случае легче все продумать и оптимально расположить схему. Проектирование в уже готовом жилье создает трудности: приходится создавать прочную основу.

Кирпичная печь с водяным отоплением долго нагревается, но и медленней отдает тепло. Благодаря этому комнаты сохраняются теплыми на много часов.

Легкий вес (100-300 кг) и компактность, не требуют много места, их можно ставить на обычный пол;
Устанавливаются не только на стадии строительства, но и в построенных домах;
Корпус быстро нагревается, и быстро отдает тепло, поэтому владельцу придется чаще топить.

Нужна ли электроэнергия

Свободная циркуляция, когда нагрев идет самотеком;
Принудительный способ.

В последнем случае потребуются насос и аккумулятор (обеспечивают бесперебойное питание). На первый взгляд, это удобно: ведь поддерживается стабильность работы. Можно обогревать не только первый, но и другие этажи.

Однако такие компоненты значительно повышают стоимость печного отопления, сама конструкция приобретает внушительные габариты.

Топливо

Уголь (бурый, каменный, достигают температуры 1500 градусов);
Поленья (наиболее доступны, с длительным сроком хранения и низкой стоимостью);
Топливные брикеты (их удобно хранить, долго и равномерно горят).

Кстати. Какой ресурс выбрать – зависит от личных предпочтений. Этот параметр не влияет на печную конструкцию.

Устройство печи

Основная конструкция;
Водяной контур;
Теплообменник;
Расширительный бачок (регулирует давление).

Какие нужны трубы

Вместо радиаторов обычно используются патрубки (80-120 мм диаметром). Они лучше подходят для печей (обеспечивают достаточный объем воды в системе).

Нержавеющая сталь;
Металлопластик;
Полипропилен.

На заметку! Для кирпичных печей, обогреваемых дровами, лучший вариант – сталь. Она способна выдерживать высокие температуры (до 100 Cº и более). Другие материалы не рассчитаны на подобную нагрузку (максимум – 95 Cº).

Контур

Трубопровод состоит из подачи от печи и обратки к ней. В самом дальнем от печки помещении обе ветки соединяются. В других комнатах они проходят в виде двух линий, вдоль внешних стен.

На заметку! Такой вариант дешевле, чем система с радиаторами, его проще смонтировать.

Теплообменник

Низкоуглеродистая сталь, в виде змеевика из труб диаметром от 4 до 5 см (либо сборка из листовой стали, толщиной до 0,5 см);
Чугун, используют старые батареи из него, желательно компактных размеров (чтобы уместились в топке);
Медь (наиболее дорогой вариант).

Трубчатое стальное устройство эффективней в работе, но трудней в изготовлении. Недостаток чугунных изделий: их трудно чистить от накапливающейся сажи (мешают ребра). Медные камеры применяются редко, самому владельцу их сложно собрать, приобретать – дорого.

Кстати. Теплообменник значительно снижает полезную площадь топки. Между ними должен соблюдаться зазор – до 15 мм (для изделий из листовой стали – до 10 мм).

Порядок работ

Можно изготовить оборудование своими руками либо купить заводской агрегат.

Сначала подготавливают теплообменник;
Затем монтируют контур, соединяют его с тепловым котлом;
Перед строительством печи роют котлован, затем в нем делают прослойку из щебня, битого кирпича(фундамент должен быть выше уровня пола на 2-3 см);
Возводят печную конструкцию.

Как выбрать заводскую модель

Главный показатель фабричного агрегата – это мощность. Для своего дома владелец может сделать достаточно точные расчеты, с помощью калькулятора онлайн. Он есть на официальных порталах большинства изготовителей.

Расположение устройства;
Площадь дома;
Время работы агрегата;
Материалы, использованные при изготовлении;
Условия установки (теплоизоляция и количество стен, высота потолков, степень обогрева погреба и чердака, число, габариты окон).

Кстати! Цены на печи с водяным отоплением варьируются, в зависимости не только от мощности, но и функционала (например, дополнительно играет роль камина).

Устройство печного агрегата не отличается высокой сложностью. Главное здесь – учесть все нюансы. Если конструкция предусмотрена из кирпича, то лучше всего ее обустраивать на стадии строительства дома.

Чтобы не зависеть от электричества, организуют естественную циркуляцию. Теплообменник и контур обычно выполняют из стали, она выдерживает высокие температуры и обеспечит максимально возможный КПД. Можно изготовить конструкцию своими руками или приобрести в магазине подходящий вариант.

Какую печь с водяным контуром выбрать – кирпичную или металлическую

В прошлом веке частные одноэтажные жилища зачастую обогревались дровяной печкой, совмещенной с регистрами (батареями) самотечной системы. Внутри отопителя ставился железный бак – котел с водой, нагреваемой пламенем топки. Данная схема сохраняет привлекательность благодаря энергонезависимости и нетребовательности к качеству твердого топлива. Наша задача – помочь хозяину выбрать печь для дома с водяным отоплением, рассказать о трудностях подключения и эксплуатации.

Печи с водяным контуром – 3 разновидности

Для реализации печного обогрева, совмещенного с радиаторной системой частного дома, применяется 3 вида печей с водяным контуром:

металлические – стальные и чугунные буржуйки со встроенным змеевиком под нагрев теплоносителя;
каминные топки с теплообменником – водяной рубашкой;
отопительные и варочные печи из кирпича со встроенным котлом.

Примечание. Буржуйки для бань, оборудованные баком и змеевиком, конструктивно похожи на перечисленные агрегаты. Приспособить банную печку для нужд парового отопления теоретически возможно, но чересчур хлопотно и неудобно с точки зрения эксплуатации.

Наполненные водой трубы проходят над пламенем и получают максимум тепла

Сюда же стоит причислить альтернативный вариант — стальные отопители на дровах, изготовленные своими руками. Подобные изделия заслуживают внимания, поскольку не уступают заводским по надежности и теплоотдаче, зато обходятся гораздо дешевле. Внешний вид буржуйки не всегда играет важную роль.

Предлагаем рассмотреть печки каждой группы отдельно, заостряя внимание на недостатках и достоинствах, важных для домовладельца.

Недостатки металлических буржуек

В дровяных печах заводского изготовления теплоноситель подогревается тремя способами:

В верхней зоне топливника либо рядом с выходом дымовых газов установлен водотрубный теплообменник.
Одна из стенок камеры сгорания (верхняя или боковая) контактирует с водяной прослойкой, напоминающей рубашку твердотопливного котла.
Несколько труб с теплоносителем огибают полукруглые стенки топливника. Снизу и сверху концы сварены в общие коллекторы, как показано на чертеже.

Справка. Пример изделия с частичной водяной рубашкой — печь для отопления дома «Термофор Гидравлик», с боковыми трубами – переделанные конвекционные отопители «Бренеран – Акватэн».

Производители зачастую снабжают печки дополнительным нагревателем – ТЭНом мощностью 1…15 кВт. Цель – поддержать температуру теплоносителя и воздуха в частном доме после выгорания порции твердого топлива. Некоторые модели оборудованы варочной панелью на 1—2 конфорки.

Реальное преимущество металлических отопительных агрегатов – низкая стоимость изделия и быстрота монтажа по сравнению с кладкой кирпичной печи. Пример: цена отопителя «Бренеран – Акватэн» мощностью 3.5 кВт — приблизительно 270 у. е. (без дымохода). При монтаже буржуйки своими руками вы потратите еще 50—100 у. е. на материалы, используемые для установки и обвязки.

Серия отопителей «Гидравлик» известного бренда «Термофор» оснащается водяной рубашкой и трубами, опоясывающими топку

Замечание. Стоимость дымоходной трубы, необходимой для любой печки, не учитывается. Цена сильно зависит от высоты подъема, конструкции канала и схемы прокладки.

Теперь разберемся с недостатками:

что бы ни утверждали производители и продавцы, максимальный КПД воздушно-водяных печей на дровах и угле составляет 60%;
агрегат одинаково быстро нагревается и остывает;
теплообменника обычно хватает на обогрев 2—3 небольших комнат (по 1 радиатору в каждой);
водяному контуру жизненно необходима система циркуляции.

Разъясним последний пункт. Если течение воды через змеевик прекратится, элемент перегреется. Сначала теплоноситель закипит, потом испарится и разорвет ближайшее слабое соединение. Позже теплообменник прогорит и окончательно выйдет из строя.

Справедливости ради упомянем вопрос эстетики. Постоянно используя буржуйку для отопления жилища, вы не получите красивой картинки, которую любят показывать производители на фото. Печка довольно быстро загрязнится, в помещении появится древесная и угольная пыль, запах дыма.

Каминные топки — плюсы и минусы

Прямоугольная печь с водяным контуром, изготовленная в виде камина, конструктивно гораздо ближе к ТТ-котлу. Боковые стенки топливной камеры омываются теплоносителем, лицевая и верхняя часть подогревает воздух помещения. Днище получает мало теплоты, поэтому в расчет не принимается.

Позитивные стороны каминных топок, оснащенных водяной теплообменной рубашкой:

эффективность сжигания топлива – до 70%;
приемлемая стоимость (сравнительно с кирпичными сооружениями);
простой и быстрый монтаж;
печь–камин, оборудованный прозрачной дверцей, отлично впишется в интерьер жилой комнаты.

Справка. Каминная водяная топка «Термофор Аквариус» с теплоотдачей 12 кВт обойдется в 530 у. е. Дополнительные затраты оценить сложно, их величина зависит от способа декоративного оформления камина. Бюджетный вариант: помещаете отопитель на прочное основание, подключаете к радиаторной сети, а отделку выполняете самостоятельно либо откладываете на потом.

Котловой бак опоясывает камеру сгорания по бокам и частично сверху

Минусы металлических топок сходны с недостатками печей:

камин быстро разогревается и охлаждается, нуждается в непрерывной циркуляции теплоносителя;
обеспечивает теплом ограниченное число батарей;
из-за перепада температур на внутренних стенках образуется конденсат и откладывается сажевый налет;
полное сходство с натуральным камином достигается за счет оформления – декоративной кирпичной кладки либо гипсокартонной обшивки.

Используя каминную топку в качестве основного источника тепловой энергии, не рассчитывайте на длительное горение с 1 закладки. Пример: полезный объем камеры сгорания вышеупомянутого «Аквариуса» — всего 62 литра, но полностью забить топливник дровами не получится. Придется подкидывать поленья каждые 3—4 часа.

Со временем стенки топливника покрываются сажевым налетом, а панорамное стекло – копотью

Примечание. Большинство стальных печей страдает аналогичным недостатком – в режиме интенсивного горения только успевай подбрасывать дровишки.

Сильные и слабые стороны кирпичных отопителей

Теплообменники устанавливаются внутрь печки двумя способами – в топливнике либо газоходе, на пути раскаленных продуктов горения. Каждый вариант отличается своими нюансами:

котел в камере сгорания быстро прогревается под воздействием пламени, но образует конденсат и сажу на стенках;
в случае закипания и образования пара бак может разорваться прямо в топливнике и развалить кирпичную кладку;
теплообменник внутри дымооборотов гораздо безопаснее, но греется медленнее, поскольку получает меньше тепла.

Справка. Змеевик, помещенный в газоход, должен иметь вдвое большую теплообменную площадь, нежели сравнимый по мощности котел в топке.

Расположение водяного контура внутри камеры сжигания (слева) и дымоходных каналах (справа)

Главный недостаток любого кирпичного отопителя – высокая стоимость материалов и кладочных работ. Предположим, вы решите сэкономить и сложить печку самостоятельно. Здесь потребуется опыт, время и техническая возможность — начинать строительство посреди обжитого дома непросто. Оптимальный вариант – закладывать фундамент и печь на этапе возведения стен.

За что же ценятся каменные печки со встроенным теплообменником:

срок службы несравнимо больше любого теплогенератора – минимум 50 лет;
способность накапливать тепло, долго обогревать смежные помещения после затухания;
максимальный КПД – 70…75%;
в натопленной печи хорошо выгорает сажа, образующаяся на стенках бака и в дымоходе;
некоторые печки из кирпича – канальная «голландка», «шведка», колпаковая конструкция Кузнецова – могут спокойно отапливать двухэтажный дом.

Интересный факт. Секцию водонагревателя можно добавить в любую печку из кирпича. Толковые мастера–печники знают, как изменить схему и порядовки для установки теплообменного водяного регистра.

Советы по выбору печи

Рекомендация номер один: для нагрева теплоносителя в сети водяного отопления используйте твердотопливный котел. Если необходимо, купите модель длительного горения с объемом загрузочной камеры более 100 литров. Современные ТТ-котлы направляют 75—80% энергии сжигания на разогрев воды и почти не поднимают температуру окружающего воздуха.

Если в силу разных причин вы хотите ставить печь с теплообменником, прислушайтесь к следующим советам:

Важный момент. Все дровяные отопители, оборудованные водным контуром, объединяет одна особенность: из-за интенсивного отбора теплоты поверхности регистра и стенки дымохода обильно покрываются сажей. Единственный выход – топить печку на максимуме, дабы сажевый налет выгорал от высокой температуры. Поддерживать такой режим не всегда удобно.

Как подобрать конструкцию и рассчитать площадь теплообменника в кирпичном варианте печи:

Если регистр находится внутри топливника, 1 м² его площади способен передать воде до 10 кВт теплоты. Пример: нужно обогреть помещения 80 квадратов – потребуется около 8 кВт энергии и поверхность теплообмена 0.8 м².
Змеевик в дымоходном канале не столь эффективен. Рассчитывайте на теплоотдачу 400—500 Вт с 1 м² регистра.
Для удобства чистки котел лучше сделать плоским – в виде бака с подводящими патрубками. Ребристые конструкции из круглых трубопроводов очищать тяжелее. Для монтажа внутри газохода сварите регистр из профильных труб.
Материал теплообменника – низкоуглеродистая сталь марки Ст10…Ст20 толщиной 4—5 мм. Допускается применять жаростойкую и нержавеющую сталь 2—4 мм, но ее нужно варить в среде инертного газа — аргона.
Использовать готовые чугунные батареи категорически не рекомендуется. Причины: металл дает трещины от температурного шока, а уплотнение между секциями со временем выгорит, появится течь.

Совет. Не завышайте теплообменную площадь контура «про запас». Тело печи получит гораздо меньше теплоты, а вода в регистре может перегреваться и кипеть. Не закладывайте в дымоход трубы из гофрированной нержавейки – ее реальную площадь и качество изготовления определить сложно.

Домашние умельцы постоянно выдвигают различные идеи по усовершенствованию отопителей. Заслуживает внимания вариант со стальными плоскими батареями, применяемыми в качестве печных водонагревателей. Обзор мастера смотрите на видео:

Схемы подключения теплообменника

В рамках данной публикации мы не станем описывать способы изготовления печек, а сразу перейдем к обвязке. Если вы желаете самостоятельно сделать водонагревательную печь, рекомендуем ознакомиться с отдельными руководствами:

инструкция по каминной и печной кладке; варочной плиты с водяным котлом.

Если вы приобрели заводскую печь с теплообменником, внимательно изучите прилагаемую инструкцию. В документации всегда указаны диаметры патрубков и способы соединения водяного контура с отопительными приборами. Обычно применяется 2 схемы:

Открытая система с гравитационным (конвективным) течением теплоносителя.
Радиаторная сеть закрытого типа с принудительным движением воды от насоса.

Примечание. В самотечных схемах нередко используются циркуляционные насосы, установленные на байпасе. Цель – уменьшить перепад температур между подачей и обраткой, повысив скорость теплоносителя и эффективность нагрева. При отсутствии электроэнергии система продолжит работу в гравитационном режиме.

Самотек организуется за счет увеличения диаметров магистралей и уклонов горизонтальных участков. Минимальное сечение разводящего коллектора при гравитационной схеме – 32 мм (дюйм с четвертью), величина наклона – 3…5 мм на 1 погонный метр. Открытый расширительный бак стоит в верхней точке, туда уходит весь воздух, попадающий в систему.

Группа безопасности на подаче условно не показана, но она должна присутствовать обязательно

При закрытой схеме, показанной выше на рисунке, теплоноситель находится под давлением (минимум 1 Бар «на холодную») и движется под напором насоса. Мембранный расширительный бачок располагается в нижней точке и подключается к обратной магистрали через отсекающий кран. Обязателен монтаж группы безопасности с воздухоотводчиком, манометром и сбросным клапаном.

Совет по выбору схемы. Покупая печь для дома с водяным отоплением, домовладелец, очевидно, рассчитывает на автономную работу системы. Отсюда вывод: для совместной работы с водогрейной печью лучше всего подойдет самотечная схема. После отключения света циркуляция в контуре не прекратится и теплообменник не прогорит.

Пример гравитационной схемы, работающей от кирпичной стационарной печки

Заключение

Вариант объединения водяных отопительных систем с печами нельзя назвать идеальным. Более того, мы настоятельно рекомендуем избегать подобных схем и устанавливать нормальные котлы. Исключение – особые обстоятельства и условия проживания, например, перебои с электроэнергией либо покупка готового дома с дровяной печкой, куда уже встроен водогрейный контур.