Как работает отопительная печь с водяным контуром?

Несмотря на огромные запасы газа и множество трубопроводов, большинство малых российских поселений, находящихся далеко от крупных городов, вряд ли когда-либо будут газифицированы. Это просто нерентабельно. Даже в сердце России, в 200 км от Москвы, газифицированы лишь те поселки и деревни, которые находятся не дальше 10-15 км от городов. Дальше – все, как в глухой тайге. Отличие только в том, что есть электричество.

Типы отопительных печей

Все современные отопительно-варочные печи, у которых имеется встроенный водяной контур, условно делятся на системы с дополнительным фундаментом и не имеющим его. Последняя конструкция является мобильной и наиболее популярной у современного потребителя. Она более компактна и успешно справляется со всеми функциями аналогичной стационарной установки.

Дровяная печь с водяным контуром представляет собой обыкновенную топку со стенками из металлических листов толщиной 4-6 мм. В простенках топки располагаются трубки теплообменника. В них постоянно циркулирует до 40 литров воды, которая нагревается энергией сгорания твердого топлива.

Отвод теплой воды из печки для бытовых нужд или в систему отопления частного дома осуществляется через блок соединительных патрубков. Температура и давление контролируется визуально по панели с соответствующими датчиками. Все дровяные топочные установки, где есть водяной контур, имеют конвекционную решетку для выхода теплого воздуха и дымоход удаления продуктов сгорания.

Печка с теплоносителем

Печное отопление деревянного дома в данном случае предполагает наличие такого теплоносителя, как вода. В сущности, это совмещение печного отопления и водяного. Только КПД – увеличен, а тепло распределяется равномерно по помещению, что позволяет использовать топливо еще более рационально.

Система отопления с печкой и газовым котлом

Схема с водяным контуром обладает всеми преимуществами, которые предоставляет как печное, так и водяное отопление. Водяная система встроена в печку – а поэтому тепло в помещении распределяется равномерно. Кроме того, важный момент – это то, что благодаря вмонтированному водяному отоплению можно обогревать несколько помещений в одно время.

Таким образом, в данном случае печное отопление малоэтажных зданий – это своеобразный котел, работающий на твердом топливе. Разница только в том, что вместе с нагревом носителя тепла в печке будут нагреваться дымовые каналы и стенки. Тепло будет передаваться не только от печки к радиаторам, но еще и от нагретой поверхности – непосредственно в помещение. Заметим, что проекты печного отопления делаются только для тех домов, которые имеют не более двух этажей.

Модернизированная система отопления с печкой

Преимущества и недостатки печей с водяным контуром

Преимущества:

  1. Подобные конструкции обладают высокой эффективностью. Они вполне способны обогреть жилое помещение с большой площадью.
  2. Приемлемые по себестоимости. По цене, печи с водяным контуром в значительной степени дают фору другим обогревательным устройствам.
  3. Доступные топливные материалы. Дрова, уголь, кокс, торф — печам с водяным контуром подходит всё упомянутое.
  4. Конструкция не имеет привязки к электричеству. Система функционирует по принципу естественной циркуляции и не имеет надобности в обеспечении электроэнергией.

Недостатки:

  1. По КПД система уступает дизельным и газовым котлам.
  2. Ручные манипуляции. В печах с водяным контуром исключена возможность автоматизации.

Печи с водяным контуром имеют в своём распоряжении возможность подсоединения отопления по всему жилому помещению. Для этого понадобиться подключить к теплообменнику специальные элементы, посредством которых можно будет подсоединять радиаторы.

Читайте также:  Керамическая плитка для печей и каминов

Отопление жилого дома такого типа нагревателем, можно организовать и собственными силами. В соответствии с рекомендациями и техническими требованиями, в достаточном количестве изложенными в интернете, вполне можно самостоятельно разработать требуемую конструкцию и воплотить её в реальность.

Разновидности и свойства отопительных печей с водяным контуром

Печное отопление с встроенным контуром, в котором циркулирует вода, делится на 2 типа:

  1. Предназначенное только для отопления.
  2. Для отопления и нагрева воды. В них до 90% энергии идет на нагревание воды.

Как уже было отмечено, такое отопление обладает целым рядом несомненных преимуществ:

  1. Высокая производительность, способность качественно обогревать дома и помещения с большой площадью.
  2. Доступная цена оборудования и топлива.
  3. Доступность и большой выбор топлива.
  4. Совместимость с другими системами отопления.
  5. Автономность и простота использования.
  6. Для систем с естественной циркуляцией не нужна электроэнергия.

Вместе с тем нельзя не отметить и его недостатки:

  1. Практическая невозможность автоматизации процесса: невозможно обеспечить автоматическую подачу топлива и эффективный контроль работы.
  2. Эффективность таких печей ниже, чем у газовых и жидкотопливных котлов.
  3. Проблемы с эксплуатацией отопительно-варочных печей в летний период – без теплоносителя теплообменник в горячей печи быстро выходит из строя.

Несмотря на существующие недостатки, печи с водяными контурами довольно популярны, благодаря своей простоте, дешевизне, способности обеспечить равномерное и качественное отопление всех помещений, а также подогрев воды для домашних нужд.

Выгода отопления с водяным теплоносителем

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

Выгода отопления с водяным теплоносителем

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

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

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

Выгода отопления с водяным теплоносителем

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

Придется принимать меры, чтобы снизить риск порчи элементов:

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

Заводские печки с водяным отопительным контуром

Объединить систему печного воздушного отопления и отопительные сети с водяным контуром удалось в современных промышленных печных конструкциях с водяным контуром.

Читайте также:  Гостиные с камином: 12 завораживающих идей

Виды каменного угля для отопления

На рынке печного оборудования наибольшей популярностью пользуются следующие агрегаты:

  1. Печной котел отопления для частного дома «Аквариус» выпускается компанией Термофор. Каминная топка с водяным теплообменником имеет дверцу из жаростойкого стекла, большой топливник и защищена шамотным камнем. Такие конструкции подходят только для отопительных систем открытого типа. Технические характеристики:
  • мощность топки – 12 кВт;
  • мощность теплообменника – 6 кВт;
  • габариты – 69х51,5х93 см;
  • отапливаемый объем помещения – 200 кубов;
  • камера сгорания – 70 л;
  • диаметр дымохода – 200 мм;
  • высота дымохода – 5 м;
  • объем теплообменника – 11 л.
  1. Отечественный твердотопливный агрегат «Армада 20» обладает большой теплоотдачей, имеет прозрачный экран из закаленного стекла, а также варочную поверхность. В конструкции есть технологические отверстия для установки ТЭНов, с помощью которых зимой можно поддерживать температуру теплоносителя без розжига топки. Котел можно использовать в закрытых и открытых системах. Технические характеристики:

Создание буржуйки

Первоначально необходимо составить схему-чертеж, с указанием всех размеров деталей и подготовить необходимые инструментыдля выполнения работ по металлу (сварка, болгарка, плоскогубцы) и материалы.

[Фото 2 При составлении чертежа печного устройства с водяным контуром также необходимо учитывать и толщину составных элементов.]

После раскройки металла производятся следующие действия:

  • Под прямым углом привариваются основные элементы: дно и стенки. За исключением передней.

Важно знать! Низ отопительной конструкции рекомендуется устанавливать на расстоянии не менее 30 см от уровня пола. Установленные металлические ножки помогут снизить сильное температурное воздействие на покрытие пола.

  • Печное пространство подлежит зонированию, а именно, между топкой и поддувалом приваривается колосниковая решетка или лист металла, в котором высверливаются люфты для удаления пепла.

[Фото 3 Проем для поддувала должен быть меньше на 3 см, нежели размер камеры.]

  • Спереди на стенке необходимо проделать проем для монтирования дверок. Теперь переднюю часть можно приваривать к остальным элементам.
  • По бокам добавляют навесные петли, после чего, дверцы можно устанавливать, согласно схеме месторасположения.

[Фото 4 На дверцах рекомендуется установить засовы.]

  • Вверху печной конструкции необходимо приварить дымоотводную трубу. После окончания работ все швы зачищаются и проходят проверку на наличие дефектов. Следующий этап – монтаж водяной рубашки.

Монтаж котла

Во время реализации планов по созданию комбинированной системы отопления важно обратить внимание на некоторые особенности. Кирпичные печи с водяным отоплением имеют множество вариантов, каждый из которых отличается материалом, типом основного элемента и другими нюансами. Игнорирование технических и строительных требований обязательно приведет к выбраковке всей работы

Игнорирование технических и строительных требований обязательно приведет к выбраковке всей работы.

Котел полностью должен помещаться в топке. Тем не менее, на практике встречаются казусные ситуации, когда часть теплообменника находится снаружи печки. Это недопустимо, ведь основная задача узла — нагревать теплоноситель. Котел изготавливают буквой «П» из труб или листового железа. Все его элементы пустотелы и предназначены для отбора тепла.

Размеры. Казалось бы, необходимо массивное изделие, способное нагреть много воды и обеспечить теплом приличных размеров строение. Но это не так. Сам котел изготавливают весьма скромных габаритов — 75*50*30 см (длина, ширина, высота). Конвекционной поверхности такого устройства достаточно для того, чтобы обогреть дом площадью до 200 квадратных метров.

Очень важно установить его в центре очага горения. Только так можно получить высокую эффективность работы водяного

Между стенками печи и поверхностью котла необходимо оставить небольшой зазор. Оптимальным принято считать расстояние в 5 миллиметров. Его вполне достаточно для нивелирования свободного хода металла при тепловом расширении.

Читайте также:  Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома

Отводящую и подводящую магистрали теплоснабжения выполняют в строгом соответствии с законами физики. Со школьной скамьи известно, что горячие потоки стремятся уйти вверх, а холодные всегда направлены вниз. Поэтому труба, подающая в дом горячую воду, всегда примыкает к котлу в верхней точке, а канал с «обраткой» — в самой нижней. Такое расположение исключает скопление горячего пара, который представляет серьезную угрозу для целостности системы.

Как обогреть большой дом без лишних затрат

  • печное;
  • водяной контур с регистром.

Вмонтированный в топку водяной нагреватель может быть назван регистром, змеевиком или теплообменником, от этого суть не изменится. Он служит для нагревания теплоносителя, который подаётся во внешний контур на отопление.

При таком устройстве происходит разогрев кирпичной кладки нагретым воздухом, проходящим по дымоходам. Одновременно на верхней плите топочной камеры готовится пища и корм для скота. Внутри топки в это время нагревается вода и направляется в систему циркуляции. Создаётся контур так же как и при установке обычного водогрейного твердотопливного котла.

Как обогреть большой дом без лишних затрат

Созданная комбинированная схема обогрева частного дома позволит от одной печной конструкции отопить до 300 метров жилой площади, особенно если в схеме использовать насос на циркуляции. Однако тогда отопление будет зависеть от работы электрических сетей. На случай отсутствия электроэнергии можно выполнить обвод насоса.

Такая печь для дома с водяным отоплением должна работать совместно с регистром, поэтому даже летом система должна быть заполнена водой или отказаться от печного обогрева. Трубы в топке придут в негодность, если через них не будет циркулировать вода. Не забыть, что в схеме обязательно должен быть расширительный бачок.

Устройство

Прежде чем сделать твердотопливный котел, желательно спроектировать или найти точный чертеж. Это поможет избежать длительного процесса подгонки при изготовлении отдельных деталей. Принцип работы всех таких устройств примерно одинаковый, а значит, чертежи будут похожи между собой

Стоит обратить внимание на размеры установки, диаметры труб, глубину загрузочного пространства. Самодельный котел хорош тем, что параметры можно изменить под свои нужды

Обогреватель не должен занимать слишком много места, быть близко к стене, иметь размеры труб несопоставимые с помещением, в котором он будет находиться.

Котел длительного горения с вертикальной топкой (еще его называют «бубафоня»). Собирают, в основном из стали с высокой теплоустойчивостью. Толщина металлических стенок должна быть 4-6 мм, чтобы сталь не прогорела в кратчайший срок. Очень часто за основу берут опустошенный газовый баллон или небольшую бочку. Растопка будет идти на дровах или пеллетах. На них сверху ставится поршень, который оказывает давление, не давая образоваться воздушному зазору, ускоряющему горение. Иначе это приспособление называют «воздушный распределитель», посередине распределителя располагается отверстие для прохождения воздуха в топку. Деталь представляет собой кусок листовой стали в форме диска, толщиной не более 5 мм, а диаметром чуть меньше чем диаметра топки, чтобы была возможность свободно перемещать ее в топке, с приваренным к ней стальным штоком. На распределителе со стороны дров установлены 50см перегородки для прохождения воздуха. Это оптимальный размер, т. к. при увеличении топливо будет выгорать очень быстро, а при уменьшении – будут затухать

Устанавливаются перегородки (важно, чтобы они были в форме дуги) так, чтобы получилось подобие крыльчатки

Устройство котла на твердом топливе

Твердотопливный котел можно подключить к системе отопления в доме. Для этого необходимо осуществить одну из следующих схем:

  • Через топку запустить змеевик, по которому будет идти и нагреваться жидкость;
  • Установить дымовую трубу так, чтобы она проходила через сосуд с жидкостью, дым имеет достаточно высокую температуру на выходе, а значит, будет эффективно нагревать жидкость.