Как сделать печь для отопления дома с водяным контуром

В процессе прогрева помещения банная печка примерно половину тепла отправляет в воздух, точнее, в дымоход, поэтому идея построить печь для бани с водяным контуром не просто выглядит привлекательно, это замечательный способ решить одновременно массу проблем. Если, конечно, печь для бани с контуром отопления выполнена на мало-мальски приемлемом качественном уровне.

Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Теплообменник, сделанный своими руками по любому из вариантов, устанавливается в кирпичный котел. Последний кладется по тому же принципу, что и кирпичная печь.

При расчетах стоит учесть, что нужно оставить расстояние между внутренней поверхностью топки и змеевиком не менее 10 мм.

Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Размеры твердотопливного котла должны быть пропорциональны объему помещений, которые должны быть им отоплены. Имеющиеся в статье величины приведены в расчете на дом с площадью 90-100 кв. м. с 6 радиаторами из чугуна и разводкой из 2 труб (25-50 мм).

Выбирать и проектировать обвязку котла следует исходя из множества факторов:

  1. Сколько в системе контуров.
  2. Насколько сложная система.
  3. Имеется ли еще какое-либо оборудование.
Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Весь котел должен стоять на прочном основании из железобетона. Размер фундамента подбирается исходя из габаритов печи. Во время кладки котла на твердом топливе, теплообменник должен быть выставлен таким образом, чтобы выходящая труба была самой высокой точкой. Перепад высот должен быть не менее 10 мм. Это необходимо для того, чтобы в котле не образовалась пробка из воздуха во время заполнения водой. Также такой уклон позволит улучшить циркуляцию жидкости.

Кирпичную кладку ведут своими руками, соблюдая правила перевязки швов. Трубы должны находиться примерно на 2-3 см ниже, чем сама кирпичная стена. Чтобы предотвратить понижение КПД, нужно чтобы поверх котла была съемная чугунная плита для более удобной чистки. Дым выводят в отдельную или коренную трубу. Труба может быть кирпичная или металлическая.

Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Особенности устройства печного отопления с водяным контуром

При обычном печном отоплении (отопительная или русская печь) тепло распространяется неравномерно – возле печи жарко, а чем дальше тем холоднее. Водяное же отопление, с помощью теплообменника вмонтированного в топливник печи или дымоход, позволяет более рационально распределить тепло по всему помещению и увеличить КПД. Кроме того, таким образом можно отапливать сразу несколько комнат или даже весь дом. Причем такая печь может быть не только отопительной, но и отопительно-варочной. Теплообменник водяного контура можно также установить в кухонной плите.

При использовании водяного контура печь превращается в разновидность твердотопливного котла, с той лишь разницей, что кроме нагревания теплоносителя, в этом случае, нагреваются  еще и дымовые каналы и стенки печи, которые также участвуют в нагреве помещения. Печное водяное отопление будет обеспечивать передачу тепла от теплообменника к радиаторам в период топки, а нагретая поверхность корпуса печи будет отдавать тепло и в остальное время.

Печи с водяным отоплением, в настоящее время, используют всё чаще, особенно в сельской местности, в районах, где нет газа и печное отопление используется традиционно или же для отопления загородных домов или дач. При использовании такого вида отопления нет необходимости покупать дорогостоящие котлы промышленного изготовления. Это наиболее экономный вариант отопления дома с помощью твёрдого топлива. Но такое отопление имеет и свои минусы и их необходимо учесть, выбирая такой способ отопления дома.

Главными недостатками печи с водяным контуром можно считать то, что:

  • Теплообменник (регистр, печной котел) уменьшает полезный объем топливника. Чтобы это компенсировать, при кладке топливника можно подобрать необходимую ширину теплообменника и печи или устраивать печь длительного горения, а в случае монтажа теплообменника в уже существующую печь кратковременного отопления, придётся просто чаще подкладывать топливо при её топке.
  • Наружные стенки топливника такой печи будут нагреваться слабо, так как тепловая энергия горения дров будет расходоваться на нагрев теплообменника и теплоносителя в нем. Нагреваться будет, главным образом, верхняя часть печи, где располагаются ее дымовые каналы (дымообороты).
  • Несколько ухудшатся условия сжигания топлива, так как теплоноситель, циркулирующий в металлическом регистре будет забирать тепловую энергию, снижая тем самым температуру в топливнике. Особенно это заметно в начале топки.
  • Если в доме зимой проживают нерегулярно, то вода в системе водяного отопления может замерзнуть. В этом случае ее лучше заменить на незамерзающую жидкость или вообще отказаться от водяного контура.
  • Поверхность регистра необходимо периодически очищать от сажи, чтобы не снижалась эффективность передачи тепла водяному контуру.
Читайте также:  Как сделать трубу из оцинковки своими руками

Возможны три варианта устройства печного отопления с водяным контуром:

  • купить готовую металлическую печь или печь-камин такого типа и смонтировать под нее систему водяного отопления или подключить к уже имеющейся;
  • нанять специалиста-печника, который сложит такую печь из кирпича;
  • соорудить печь с водяным отоплением своими руками.

В последних двух случаях необходимо будет приобрести или изготовить самостоятельно печной котел или теплообменник, который является обязательным элементом водяного контура.

Нормы безопасности

Эксплуатация дровяных печей требует соблюдения некоторых правил и норм безопасности:

Рекомендуем к прочтению:Печь с водяным отоплением

  • Печи с котлом водяного отопления должны постоянно контролироваться человеком. Для нормальной работы системы потребуется не только добавлять дрова или уголь в печь, но также периодически производить очистку зольной камеры.
  • Следует уделить внимание и таким компонентам печи с водяным котлом отопления, как задвижки дымоходного канала. Их нужно поставить в открытое положение до того момента, как будет разжигаться очаг.
Нормы безопасности

Заслонки в печи с водяным контуром

Такую отопительную систему можно  использовать только в холодное время года. В летнее время использовать такую печь для приготовления пищи будет не слишком целесообразным. Если необходимо готовить пищу, то следует поискать другой тип отопительной системы.

Иногда для организации системы отопления используют дровяные кирпичные печи с котлом отопления, созданные народными умельцами или любителями.

Не всегда такие печи обладают хорошим качеством. Любой перегрев или другая внештатная ситуация может привести к тому, что потребуется ремонт печи, иногда достаточно серьезный. Так как пламя огня обладает высокой температурой, оно постепенно нарушит целостность печных стенок. Поэтому в любом случае наступит такой момент, когда потребуется поменять теплообменник. Для того чтобы осуществить замену данного компонента, придется разобрать часть кладки.

Самодельная печь

Нормы безопасности

Если вы установили систему отопления самодельного типа, то ее можно дополнить насосом, который обеспечит принудительную циркуляцию, или снабдить систему устройствами, которые будут контролировать уровень давления.

Особенности обустройства водяной системы с печным котлом отопления

Прокладка сети трубопроводов по дому позволяет обеспечить теплом все помещения, а не только кухню с печью. Современные приборы уже оснащены конвекционными воздушными каналами для подключения воздуховодов. В этом случае теплоноситель циркулирует по системе и обогревает помещения.

Кроме воздушного применяется водяной теплоноситель, имеющий массу преимуществ перед воздушным:

  1. Вода – самый дешевый и возобновляемый ресурс. Трубопроводы для жидкости намного меньше в сечении, занимают меньше места.
  2. Жидкость имеет меньшую сопротивляемость и циркулирует по туннелям с любым количеством поворотов, чего нельзя сказать о теплых воздушных потоках.
  3. Теплоемкость водяного теплоносителя выше, чем у воздушного.

Совет! При формировании сети с удаленными радиаторами отопления, большим количеством изгибов и поворотов циркуляцию теплоносителя повышают посредством установки насоса. Кроме оперативной транспортировки и лучшего прогрева, насос поможет сэкономить топливо.

Недостаток сетей с водяным теплоносителем – высокая температура замерзания. При показателях -0 С жидкость превращается в лед и система может заморозиться. Также нельзя забывать о коррозии металла, жесткая вода оседает накипью на внутренних туннелях, что вызывает образование каверн трубопровода, снижение теплоэффективности сети.

Особенности обустройства водяной системы с печным котлом отопления

Чтобы снизить риски, печное отопление с водяным контуром в деревянном доме или прочих строениях требует мер профилактики:

  • консервация сети на зиму путем слива теплоносителя – это для домов сезонного проживания;
  • применение антифризов, присадок – допустимо в герметичных контурах;
  • установка электрического котла в качестве резервного источника тепла.

Совет! Электрические котлы небольшой мощности потребляют немного энергии и могут стать неплохим резервным источником тепла для домов постоянного проживания в дневное время зимой. Уходя на работу, запустить котел в минимальном режиме, вечером – протопить печь.

Установка водяного контура в дымоход

Теплообменник водяного контура имеет сложную конструкцию. Один из вариантов его размещения — встраивание в дымоход. Печь можно изначально строить со змеевиком, или вмонтировать его в уже готовую конструкцию.

Особенности

Этот способ позволяет использовать тепло, которое быстро и практически бесполезно улетает в трубу. При этом:

Установка водяного контура в дымоход
  • Решение о установке такого вида контура принимается на этапе проектирования печи. Встроить теплообменник в дымоход уже запущенной в эксплуатацию печи фактически невозможно.
  • Тепло не отбирается у печи, топка раскаляется по максимуму.
  • Степень нагрева теплоносителя регулируется длинной змеевика. Для большого дома — большой змеевик.
  • Срок службы встроенного в дымовой канал змеевика значительно дольше, так как отсутствует контакт с огнем.
  • Требует печи с довольно объемным и сложным дымоходом, что приводит к увеличению размера печи.
Читайте также:  Фальш-камин своими руками – из чего и как делать

Котел в виде бака в дымоход обычно не ставят, предпочитают теплообменник в виде змеевика. Его изготавливают из толстостенных труб (3–5 мм), без швов или с двойной их проваркой. Входная труба расположена в верхней части конструкции, обратка — чаще всего внизу. Трубы свариваются фасками, а не встык. Минимальный промежуток между коленями — 5 см. Сечение труб — от 4 см, чтобы вода не закипала. Более тонкие трубы можно использовать лишь при условии постоянного использования циркуляционного насоса.

В уже готовую печку можно встроить регистр, лишь полностью разобрав дымоход. Для облегчения последующей сборки необходимо заранее зарисовать схему кладки.

Монтаж с порядовкой

Работу начинают с укладки сплошного основания и второго ряда кирпича, формируя все отделы печи: топку и дымовой канал. Змеевик размещают в дымоходе на самом начальном этапе строительства, устанавливая на кирпичные выступы. Недопустимо соприкосновение регистра со стенкой канала, минимальная щель — 2 см. Далее:

Установка водяного контура в дымоход
  •  в третьем ряду монтируют дверку поддувала;
  •  четвертом — проверяют ровность стен с помощью отвеса;
  •  пятом — кладут зольник, ставят колосники и начинают выполнять футеровку топки шамотным кирпичом;
  •  шестом — закрепляют дверцу поддувала;
  •  седьмом — дверцу топки;
  •  с восьмого по шестнадцатый ряд выкладывают в высоту наружные стенки, топку, дымоход;
  •  в семнадцатом окончательно закрепляют змеевик, строго соблюдая вертикаль;
  •  в девятнадцатом накрывают змеевик металлической плитой;
  •  в последующих рядах делают перекрытие печи, оставляя проем с дверкой для чистки теплообменника.

Расчет размеров регистра

Чтобы своими руками сделать для печки водяной контур, нужно определить его размеры, а точнее, — площадь теплообменной поверхности. Для этого воспользуйтесь следующим алгоритмом:

  1. Выясните, какова площадь отапливаемых комнат и умножьте ее на 0,1 кВт. Если вы проживаете в одном из холодных северных регионов, умножайте квадратуру помещений на 0,2 кВт. Для дома 100 м² понадобится соответственно 10 и 20 кВт тепловой энергии.
  2. Из практических наблюдений следует, что регистр, установленный прямо в топливник, способен передать теплоносителю до 10 кВт теплоты с каждого квадратного метра своей поверхности. Поделите значение потребности в тепле на эту цифру и получите площадь радиатора.
  3. Для экономайзера и бака, вмонтированного в дымоходный канал, где температура ниже, принимайте значение удельной теплоотдачи не 10, а 6 кВт с 1 м² поверхности.
  4. Зная площадь, размеры прямоугольной емкости рассчитать нетрудно. А вот длина труб, из которых варится регистр, вычисляется по формуле: L = S / πD (S – площадь, D – диаметр трубы).

Схема кирпичной печи с водогрейным котлом, размещенным в топке

Расчет размеров регистра

Примечание. При расчете отапливаемой площади не нужно брать все 100 или 200 квадратных метров дома, отнимите от них помещения, которые печь обогревает напрямую.

Если в качестве примера взять комнаты дачи с квадратурой 100 м², то теплообменная поверхность встроенного в топку радиатора должна составлять не меньше 1 м². При монтаже в газоход эта площадь увеличится до 10 / 6 = 1,67 м².

Устройство переоборудованных печей для бани

Реализовать систему второго контура в печи можно несколькими способами. Выбор наиболее подходящего решения зависит от типа печки и наличию технических возможностей, как то сварки и подходящего материала для теплообменника.

Наиболее распространенные схемы оборудования водогрейного контура:

  • Установка на дымоход или в топку печи рамного теплообменника или витого змеевика;
  • Монтаж на печи дополнительного наставного бака для нагрева воды, циркулирующей в системе отопления;
  • Оборудование внутри топочной камеры системы из труб-регистров.
Устройство переоборудованных печей для бани

Если площадь отапливаемого банного помещения превышает 30 м2, без учета парилки, то будет правильным предусмотреть в конструкции печки для сауны с водяным контуром дополнительный бойлер-накопитель для горячей воды. Таким способом можно использовать часть кипятка для нужд моечного отделения и уборки помещения уже после того, как топка была потушена.

Не все перечисленные способы установки водогрейного контура одинаково эффективны. Например, самый простой вариант, предусматривающий монтаж второго наставного бака для подогрева воды, признается специалистами наиболее неэффективным. Зачастую печь и сауна прогреваются до требуемой температуры, а предбанник и комната отдыха остаются холодными. И дело тут не в количестве жидкости в контуре, просто такой способ подогрева через стенку печки считается самым безопасным и одновременно малоэффективным.

Камины с водяным контуром: разнообразие моделей

Для того чтобы приобрести оптимальный для дома или дачи вариант камина оборудованного топкой контуром для воды, потребуется знать тепловую мощность, которую он способен выдавать.

В продаже имеются модели, предназначенные для установки в небольших по площади домах, на дачах.

Для подобных помещений вполне достаточным будет показатель в 6-8 кВт. КПД должно равняться 80-85%, тогда в помещении будет комфортно даже в осенний период.

Камины с водяным контуром: разнообразие моделей

Важно помнить, что камины, предназначающиеся для отопления домов, могут использоваться в едином контуре с котлом, работающим на дровах, газе или электричестве. Подобный симбиоз позволит достичь не только оптимальных показателей температуры, но и эстетическая функция камина останется главной для этой конструкции.

Читайте также:  Печь для беседок своими руками: изучайте с нами

Если же загородный дом имеет площадь, превышающую 300 м2, то камины должны выдавать мощность, равную 32 кВт. Каминная топка с водяным контуром заявленной мощности делает конструкцию в первую очередь источником тепла и только потом украшением для интерьера.

Камин, оборудованный топкой с водяным контуром

Об особенностях печей с водяным контуром (ПВК)

Печи для водяного отопления дома на дровах могут иметь различный внешний вид, характеристики мощности и дополнительный функционал. Если они монтируются не в техническом (подвал, котельная), а в жилом помещении (кухня, гостиная), важность приобретает и ее внешний вид. Современная дровяная печь способна вписаться в любой интерьер и стать украшением гостиной. По материалу изготовления печи делятся на три вида:

  • Кирпичные.

  • Металлические (используется сталь или чугун).

  • Комбинированные (как правило, металлическая топочная камера обрамляется кирпичным корпусом).

Устройство системы отопления

Для того чтобы качественно рассмотреть принцип превращения энергии, следует всю систему отопления разбить на два условных блока: теплообменник и сама магистраль.

Теплообменник для камина может быть выполнен в виде трубы, по которой протекает вода. Чтобы повысить эффективность передачи тепла, нужно увеличить площадь теплообменника, находящегося в активной зоне (зоне топки), поэтому трубу выполняют в виде змеевика, радиатора или другого варианта лабиринта. Этот узел даже в кирпичных каминах выполнен из чугуна или стали. Чугунный змеевик способен отлично передавать тепло циркулирующей жидкости и выдерживает воздействие температур. Но литье из чугуна значительно повышает затраты на изготовление камина, поэтому альтернативой выступает стальная конструкция.

Постоянный перепад температур и воздействие открытого пламени на стальной теплообменник приводит к быстрому выходу из строя последнего. Учитывая все нюансы, применяются две различные схемы передачи тепла от пламени к воде.

  1. Первая схема называется одноконтурной. Чугунный змеевик расположен в топке и нагревается от пламени непосредственным контактом. Вода поступает в систему отопления и водоснабжения, а на ее смену постоянно обеспечивается приток холодной воды.
  2. Вторая схема – двухконтурная. Она исключает прямой контакт змеевика с открытым огнем. В корпусе камина по всему объему выполняется полость, которая называется рубашкой. Она заполнена водой. При работе камина вода в рубашке постоянно поддерживает высокую температуру, а уже в этой рубашке размещается змеевик, выполненный в удобной для конструкции форме. Энергия передается сначала воде в рубашке, а затем воде в контуре. Такой способ подразумевает лишнее промежуточное звено, что ведет к более длительному разогреву системы, однако это повышает срок эксплуатации камина.
Устройство системы отопления

Вариант размещения системы в дачном доме

Контур камина может быть включен в систему отопления, как дополнение к основному, так и в качестве основного. По устройству систему делят на два вида: открытая (с естественной циркуляцией) и закрытая (с принудительной).

  • В открытой отопительной системе течение жидкости обеспечено за счет первоначальной потенциальной энергии, которую получает при конвекции. Нагретая вода поднимается вверх по стояку и протекает по всей магистрали, выполненной под уклоном. В такой системе используются только металлические трубы. Ее монтаж осуществляют опытные работники, так как любая ошибка приведет к застою жидкости в одном определенном месте.

Чтобы вода имела возможность расширяться при нагревании, конструируется ответвление в самой верхней части системы в виде расширительного бака. Подобную систему отопления можно было бы назвать менее затратной, но сегодня стоимость металлических труб настолько велика, что делает это утверждение ложным.

  • Закрытая система монтируется из пластиковых труб и требует установки насоса для принудительной циркуляции воды. Идея такой системы заключается в том, что при расширении внутри жидкости повышается давление. Это ведет к увеличению температуры кипения. Такую воду можно нагреть более, чем на 100 °С градусов.

Полезно знать: Каминный комплекс, в который входит барбекю, мангал, коптильня, казан и печь

Конечно, на практике таких показателей не допускают, однако замечено, что система под давлением более эффективна. Расширительный бак тоже присутствует, только он закрыт, и внутри него имеется резиновая перегородка. Она зонирует бак на две составляющие части: первый отсек предназначен для воды, а в другой части находится воздух под давлением.

Устройство системы отопления

Небольшое, но весьма полезное в хозяйстве устройство

Чтобы не отвлекаться от вопроса о камине, следует отметить, что камины с теплообменником могут быть включены в систему открытого и закрытого типа.