Печь с водяным контуром для отопления дома

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

Традиционная печка не нуждается в подключении к газовым и электрическим коммуникациям, следовательно, ваш бюджет не страдает от коммунальных тарифов. Дрова – один из самых дешевых видов топлива, вы можете выбирать, у кого, по какой цене и в каком объеме их закупать.

Отопительная печь с водяным контуром прогревает все строение, причем именно до той температуры, которую вы пожелаете – нагрев воды легко регулировать.

Автоматику в деревенскую печь, конечно, не встроить, однако ее эксплуатация не требует постоянного присмотра: печка медленно разогревается, зато долго держит полную мощность, а значит, и вода в трубах останется горячей значительное время (до 10 часов).

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).
Печное отопление
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

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.
Принцип организации дымооборотов — горизонтальных и вертикальных
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

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.

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

Остальные недостатки печного отопления при этом сохраняются, но добавляются плюсы водяного обогрева — можно регулировать температуру в каждом помещении (в определенных рамках), большая инерционность сглаживает неравномерность температурного режима. Кстати, такая же схема работает с металлическими печами на дровах или угле.

Типы систем

Печь с водяным контуром для отопления дома

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

Еще один немаловажный недостаток — относительно невысокая эффективность обогрева систем с ЕЦ — теплоноситель медленно движется, разносит мало тепла.

Печное отопление с водяным контуром и принудительной циркуляцией отличается наличием циркуляционного насоса (на фото ниже), который работает постоянно. Его задача — гонять воду с определенной скоростью. Изменяя эту скорость можно изменять интенсивность обогрева помещений. Это приводит к тому что, при прочих равных условиях, такой обогрев более эффективен.

Но для работы системы необходимо электропитание — насос должен работать постоянно. При его остановке система закипает и выходит из строя. Если отключения электроэнергии происходят у вас редко, достаточно иметь блок бесперебойного питания с комплектом аккумуляторных батарей. Если же отключают свет часто и надолго, придется ставить еще и генератор, а общая стоимость такого решения немалая.

Схема печного отопления с водяным контуром и циркуляционным насосом
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

Есть еще третий вид системы: смешанный или комбинированный. Все проектируется под естественную циркуляцию, но ставится циркуляционный насос. Пока есть электричество, работает отопление как принудительное (с насосом), когда свет отключили, теплоноситель движется самостоятельно.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Калькулятор расчета общего объёма системы отопления

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

То есть, имеется два отдельных независимых контура. Первый переносит тепло от печи и обычно его делают с естественной циркуляцией. Второй гонит теплоноситель в радиаторы, причем обычно присутствует циркуляционный насос.

Такой способ организации водяного печного отопления хорош тем, что пока печь топится, активно греется вода в емкости. При правильном расчете она нагревается до 60-80°C, чего хватает на поддержание нормальной температуры радиаторов примерно на 10-12 часов. При этом нет ни особой жары, ни сильного холода. Атмосфера вполне комфортная.

Установка в системе теплоаккумулятора (иногда называют еще буфером или буферной емкостью) еще и снижает риск закипания системы. Второй контур точно никогда кипеть не будет, а вот чтобы первый не закипел, необходимо правильно рассчитать его — чтобы даже в режиме естественной циркуляции теплоноситель двигался с достаточной скоростью и не успевал перегреваться.

Регистр для печи

Для нагрева теплоносителя в печь встраивается водяной контур (еще называют регистр, теплообменник, змеевик, водяная рубашка). Форма его может быть любой, но чаще всего делают прямоугольные плоские емкости или набор труб, соединенных в единую систему (типа радиаторов).

Один из примеров водяного контура для печи
Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

Чтобы подключить теплообменник к системе, в него вваривают два патрубка: один сверху- для забора горячей воды, второй снизу — для закачки остывшей воды из обратного трубопровода.

Часто возникают вопросы с определением размеров водяного контура для печи. Его можно приблизительно рассчитать, исходя из теплопотерь здания. Считают что для переноса 10 кВт тепла необходима площадь теплообменника 1 кв. м. Но при этом надо учесть время работы печи — ведь топится она не постоянно. Пока не очень холодно — раз в день примерно 1,5 часа, когда холодно — два раза.

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

Ну и еще пара моментов. Первый — мощность печи должна быть больше, чем найденная мощность теплообменника. Иначе требуемое количество тепла просто не выделится. Второй нюанс: емкость аккумулятора тепла тоже должна соответствовать — она должна быть больше примерно на 10-15%. В этом случае исключается закипание теплоносителя.

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.

Обычная дровяная печь или камин нагревают помещение за счёт сочетания радиационного и конвекционного теплообмена. Прогревшиеся массивные стены печи излучают тепловую энергию, передавая её воздуху и предметам обстановки помещения. Холодный воздух постепенно замещается нагретым.

Печное отопление обладает рядом несомненных преимуществ:

  • не требует подключения к электрическим и газовым коммуникациям. Топливо: дрова, уголь, брикеты из торфа – как правило, дешёвое и экологически чистое, его сжигание не наносит вреда окружающей среде;
  • радиационный теплообмен является наиболее комфортным;

Русская печь обогревала дома многих поколений наших предков

  • большинство печей для дома (длительного горения или обычных) многофункциональны, могут быть использованы не только для отопления, но и для нагрева воды и приготовления пищи (как внутри печи, так и на варочной поверхности);
  • в жаркое время года массивная кирпичная печь для дома способствует кондиционированию помещения: за счёт того, что она всегда построена на отдельном фундаменте, излишек тепла выводится в землю;
  • печь или камин создают особую атмосферу в доме и во многих случаях являются элементом, определяющим стиль интерьера.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Как выбрать радиаторы отопления для квартиры и частного дома: критерии выбора и советы покупателям

Кирпичная печь

Конфигурация старинной печки мало приспособлена к тому, чтобы совмещать ее с водяными рубашками, баками, трубами, и прочими элементами водяного отопления. Здесь нужны особые чертежи и схемы.

К тому же под кирпичную печь необходимо подводить фундамент, обеспечивать условия для правильной тяги. Эти работы требуют, чтобы мастер имел хорошие навыки каменщика и знания инженера. Иначе вы рискуете отравиться продуктами горения (угарным газом) или попросту развалить дом.

Металлические печи

Печь с водяным контуром для отопления дома

Присоединить отопительный контур к металлической печке типа буржуйки – идея и вовсе невыполнимая и опасная.

Стальные или чугунные печи заводского изготовления пользуются большим спросом:

  • они просты в монтаже;
  • компактны;
  • как правило, не требуют постройки фундамента;
  • не боятся ударных нагрузок (устойчивы к повреждениям).

Цена готовой печи с водяным контуром в конечном итоге обойдется гораздо дешевле, чем самостоятельная постройка и ввод в эксплуатацию. Тем более, что гарантии на самоделку вам никто не даст, устранять недостатки системы придется за дополнительные деньги.

Конструкция печей с водяным отоплением

Отличительной особенностью любой печи для отопления дома, оснащённой водяным контуром, является теплообменник, иначе называемый змеевиком, радиатором или котлом. Это устройство способно обеспечить нагрев неограниченного количества воды. Габариты и форма бака зависят от объёма топочной камеры и могут варьироваться в самых широких пределах.

Теплообменник

В некоторых модификациях печей для отопления дома теплообменник устанавливается непосредственно в топку, но при таком способе существует опасность протечки теплоносителя (то есть, воды) или даже взрыва при его перегреве и закипании. Кроме того, в этом случае неизбежно уменьшается ёмкость топочной камеры.

Схема установки печи-камина с водяным контуром для горячего водоснабжения

Самостоятельный расчёт мощности и размеров теплообменника довольно сложная задача для того, кто не является инженером-теплотехником, но в большинстве случаев возможно сделать приблизительную оценку.

Обычная печь для дома на дровах в течение часа выделяет примерно 6,5 тысяч кКал, что достаточно для прогревания небольшого дачного дома. Наличие водяного контура повысит уровень комфорта вдвое. После расчёта теплопотерь можно рассчитать мощность самого теплообменника. Теплосъём с каждого квадратного метра его площади варьируется в пределах от 5 до 10 кВт. Этот факт и лежит в основе определения потребной мощности.

При выборе теплообменника для печи или камина необходимо учитывать параметры строения и системы отопления в нём

На самом деле, нет нужды погружаться в сложные формулы. Достаточно обратиться к специалистам, которые руководствуясь уже готовыми таблицами, подберут теплообменник для печи частного дома, соответствующий заданным параметрам строения и системе отопления в нём.

Материал

Прежде чем определиться с конструкцией регистра (он же теплообменник) печи для дома, следует решить, из какого материала он будет сделан. Существует несколько вариантов:

  • медь — с одной стороны, медный змеевик очень эффективен, так как теплопроводность этого материала одна из лучших. С другой – его температура плавления равна 1083°С, а в топке – при нештатных ситуациях, возникновение которых никогда нельзя исключить полностью, – она может подняться до 1200°С. Поэтому на использование меди в топливнике кирпичной печи наложен категорический запрет. Дополнительно нужно обратить внимание на то, что образующийся при охлаждении контура конденсат содержит агрессивные химические соединения, которые вызывают коррозию;
  • чугун — чугунные радиаторы очень устойчивы к воздействию коррозии, но отличаются хрупкостью, а температурные деформации, возникающие при остывании и нагреве, могут привести к образованию трещин и порче теплообменника. Кроме того, регистр из чугуна – ввиду того, что этот металл плохо поддаётся обработке – собирается из литых деталей с использованием резьбы и уплотнителей, что приводит к понижению надёжности агрегата в целом;

Кирпичная печь-голландка одна из самых простых печей с хорошими КПД и теплоотдачей

  • сталь — наиболее доступный и легкообрабатываемый материал. Теплообменники рекомендуют делать из жаропрочной стали толщиной от 3 до 5 мм, используя при этом бесшовные трубы. При этом следует поддерживать такой режим отопления, при котором образуется как можно меньше конденсата, и никогда не сливать теплоноситель, потому как стальные изделия подвержены коррозии;
  • жаростойкая нержавеющая сталь — лучший, но и самый дорогой материал для радиатора печи для частного дома.

Конструкция печи-камина с водяным контуром

Конструкция

Теплообменник – в зависимости от его материала – может быть изготовлен из круглых или профильных прямоугольных труб, металлического листа, а также из сочетания этих деталей. Месторасположение и способ установки определяется его формой:

  • теплообменник из листовой стали — может быть помещён в самое жаркое место, то есть — в топочную камеру. Для изготовления используется стальной лист 3?4 мм толщиной в сочетании с трубами диаметром 40?50 мм для подключения подающей и обратной магистралей. Во избежание образования паровых пробок верхняя труба для подачи воды должна быть в самой верхней точке теплообменника, ибо при проникновении паровой пробки в систему отопления возникает опасность гидроудара. Что в свою очередь приведёт к разрушению труб или радиаторов. Чтобы вода в теплообменнике не закипела, его внутренний зазор должен быть не менее 30 мм;
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Расчет тепла теплого пола для оптимизации системы отопления

Современную печь-камин с успехом применяют для отопления частного дома

Стальные трубы для изготовления теплообменника печи

  • теплообменник из труб — делается из труб: круглых диаметром 40?50 мм или прямоугольных профильных сечением 40?60 или 60?60 мм. Также может быть расположен в топке (при условии, что сделан не из меди), пространственное решение зависит от конкретной печи. Главное – устройство не должно загораживать дверцу для закладки топлива, колосники и дымооборотные каналы. Если печь является отопительной-варочной, то трубы теплообменника прокладывают только вдоль боковых плоскостей топочной камеры;
  • трубчатый плоский регистр — чаще всего располагаются в дымооборотных каналах или колпаке печи, где условия более щадящие, поэтому могут прослужить дольше, чем радиаторы, находящиеся в топке. Размеры их весьма внушительны, так как находятся они в местах, где теплосъем низкий, и должны быть просчитаны заранее, ибо не должно возникать препятствий для выхода дымовых газов.

Размещать печь в доме необходимо с соблюдением правил пожарной безопасности

Монтаж

Монтаж теплообменника должен производиться только в ему предназначенную печь для дома. Видео- и фотоинструкции наглядно подтверждают необходимость привлечения специалиста-печника и соблюдения ряда правил:

  • теплообменник после изготовления должен быть дважды опрессован давлением в 6 бар: до установки в печь, а также после неё;
  • теплообменник монтируется сразу после устройства фундамента под печь, после чего выполняют её кладку;
  • абсолютно не рекомендовано вмуровывать теплообменник в кладку печи! Между ним и стенками должен быть зазор в 10?15 мм, компенсирующий тепловое расширение;

Элементы комбинированой системы отопления коттеджа с камином и солнечными коллекторами

  • при монтаже труб следует оставлять зазор в 5 мм и заполнять его асбестовым шнуром или другим жаропрочным уплотнителем;
  • отрезок трубы на выходе должен иметь длину не менее 10?15 см. Это позволит нарезать новую резьбу в случае её повреждения;
  • трубы отопления соединяются с теплообменником только с использованием жаропрочного уплотнителя;
  • реконструкцию готовой печи с целью установки в неё водяного контура должен делать только специалист.

Для обустройства печи лучше воспользоваться услугами опытного печника

Выбор модели

Выбирая печь, необходимо обратить внимание на технические показатели:

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

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

Эксплуатация печи-камина с водяным контуром отопления

  • Не использовать печь с незаполненным теплообменником: он быстро прогорит.
  • Во время работы печи не отключать теплообменник от системы отопления. Вода при нагреве расширяется, и повышенное давление может вызвать взрыв.
  • Не подавать холодную воду в разогретый теплообменник. Температурные деформации могут привести к его повреждению.
  • Для повышения эффективности отопительной системы можно использовать циркуляционный насос.
  • При необходимости в контуре печи с водяным отоплением использовать антифризы.
  • В самой нижней точке отопительной системы должен быть устроен кран для слива воды.
  • Чтобы отопительная система функционировала бесперебойно, соблюдайте правила эксплуатации

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

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

    В виде котла

    Расширительный бак (накопитель воды) обычно не имеет особых дизайнерских изысков, зато его можно установить в любом подсобном помещении: в мансарде, на чердаке.

    Печь работает на элементарном принципе расширения нагревающихся веществ: холодная вода, нагреваясь, увеличивается в объеме и выталкивается в отопительную систему.

    Многие владельцы оформляют котлы кирпичной кладкой, стилизуя современный отопительный прибор под традиционную печку.

    Оцените статью
    MALIVICE.RU
    Adblock
    detector