Содержание
1 Конструкция и принцип действия
Печь с водяным контуром достаточно быстро нагревает помещение благодаря теплоносителю. Это может быть вода или другая жидкость, которая движется в системе. Нагревается она теплом от самой печки. Таким образом и функционирует система.
Чтобы система могла работать, в обязательно порядке необходимо устанавливать металлическую ёмкость, которая будет выполнять функции теплообменника. Выглядит она как обычный резервуар со штуцерами с подведёнными к ним трубкам. Современные прототипы таких устройств делаются из металла и огнестойкого кирпича, может оснащаться различными декорациями сверху, цветной плиткой и т. п.
Конструкция может выполняться двумя способами:
- 1. Теплообменник находится в топке. Такая конструкция предназначена для обогрева больших площадей, отличается продолжительной работой и долговечностью. Но есть и недостатки. К ним можно отнести близкое расположение к огню, что способствует прогоранию металлических частей. Если не очищать дымоход от сажи, то КПД постоянно будет падать.
- 2. Теплообменник в дымоходе. Простота в использовании и эксплуатации, высокая производительность и продолжительный срок службы у этого агрегата тоже есть. Но обогреть большие помещения вряд ли удастся с помощью такого устройства.
Принцип работы
Печи отопительные с водяным контуром изготавливаются из стали или чугуна. Они предполагают функционирование под паровым давлением. Котёл устанавливается в печном топливнике и к нему подключают водяное отопление. Радиатор изготавливают из металлических труб или листовой стали толщиной 0,3-0,5 см. Более популярен стальной теплообменник, поскольку его обслуживание не составляет особого труда (стальные листы легко очистить от продуктов сгорания), а циркуляция воды равномерна. Преимущество котлов из труб состоит в большей площади нагрева, а также в возможности установить над трубами плиту для приготовления еды. Работа такой системы обогрева состоит в том, что разогретые газы проходят через каналы ёмкости нагревания и отдают тепло жидкости. Существуют печи с несколькими резервуарами нагревания. В первой ёмкости вода нагревается, а во второй нагревание усиливается и образовывается пар.
Существует несколько видов печей отопительных с водяным контуром, функционирующих на торфе, дровах и другом твёрдом топливе:
- чугунная – обеспечивает высокий уровень теплообмена;
- дровяная – имеет меньший уровень теплообмена, но оборудована стальной топкой, которая более прочная и износостойкая;
- кирпичная – надёжная система обогрева, основной недостаток которой в том, что установка печи отнимает много времени и сил;
- булерьян – цилиндрическая печь, которая работает по принципу тления.
Чугунная печь
Такая модель выдерживает резкие температурные перепады, а также имеет больший срок эксплуатации, нежели стальные аналоги. Так, аккумуляция тепла больше на 8%. В чугунную печь вмонтирована «водяная рубашка», изготовленная из стальных профилей. У каждой из 4 ножек такой печи имеется шуруп, который позволяет регулировать устройство, т.е. выравнивать его при установке печки. Благодаря индивидуальной подгонке к дверце, обеспечивается непроницаемость печи. Чугунная печь – находка для тех, кто желает отопить всего одну комнату. В этом случае радиаторы не понадобятся, ведь источаемое топкой тепло равномерно распределяется по помещению.
Чугунные печи для дачи
Советуем вам посмотреть наш подробный обзор моделей чугунных печей для дачи и дома,
Дровяная печь
Это стальная конструкция, между стенками которой проходят трубки котла. По ним циркулирует около 40 литров теплоносителя. Нагревание происходит в результате сгорания твёрдого топлива и высвобождения энергии
Выбирая систему отопления для своего дома, важно учесть мощность печи. Этот показатель зависит от габаритов камеры сгорания
Мощность топки выше, если в камеру помещается больше топлива. Расчёты мощности происходят по такой формуле: 1 кВт мощности тратится на обогрев 10 кв. м. помещения.
Печи для отопления на дровах
Устройство, обзор моделей и технических характеристик дровянных печей отопления. Узнать подробнее можно тут
Кирпичная печь
Кирпичные печи при минимальных затратах могут обогреть до 100 кв. м. площади. При этом достигается оптимальный температурный уровень в помещении. Кирпичная печь с водяным контуром работает по тому же принципу, что и котёл на твёрдом топливе. Отличие состоит в том, что в кирпичной печи нагреваются все “участники” обогрева комнаты: жидкость, стенки и дымовые каналы. В процессе топки тепло передаётся к радиаторам, сама же печь источает тепло буквально до самого остывания.
Как сделать кирпичную печь для дома
В этой статье мы подробно разбираем устройство, схему кладки и порядовку отопительной, кирпичной печи. Ознакомится с этим можно здесь
Булерьян
Такая печь представляет собой круглый корпус, внутреннее пространство которого делится на две части. Нижний уровень – топка, куда кладут и где разжигают дрова. Второй уровень заполняется горячими газами – продуктами сгорания и тления дров. Изогнутые трубы опоясывают и сам цилиндр печи. По этим трубам в устройство поступает холодный воздух. В топке он сталкивается с горячим контуром, в результате чего образовывается быстро перемещающийся поток воздуха. Он на большой скорости вырывается во внешнее пространство и выводит с собой тепло топки.
Печь булерьян
Ранее мы рассказывали, как самостоятельно сделать печь булерьян. Советуем вам прочитать данное руководство.
Печи — котлы
Компактные размеры печи – котла и высокая эффективность достигается за счет использования П-образного котла. Такая форма его конструкции позволяет распределить весь объем воды в нем вокруг горящего топлива с трех сторон.
№217 ПОВ – 2500 с котлом ЦО
| Предназначена для приготовления пищи и отопления 1-2-х этажного дома или коттеджа суммарной площадью 85±12 кв.м. при высоте потолка не менее 2,5 м. Конструкция котла имеет П-образную форму, которая обеспечивает экономичность и долговечность топливника (три стенки котла являются стенками топливника). Объем котла 75 л.
Размеры печи в плане (1020х1150) мм. Стоимость проекта — 1600 р. переключить на зеркальное отображение |
Выбор теплоносителя
Останавливая свой выбор на той или иной системе обогрева с водяным контуром, важно продумать, какой теплоноситель будет использоваться. В зимнее время загородные и дачные домики посещают не часто, и отопление в них необходимо только на момент приезда владельцев
Потому собственники отдают предпочтение незамерзающим жидкостям, консистенция которых не меняется с наступлением сильных морозов. Такие жидкости устраняют возможную проблему разрыва труб. Если же в качестве теплоносителя используется вода, то перед отъездом её нужно сливать и заполнять вновь перед использованием. Также в качестве теплоносителя могут использоваться:
антифриз – особая жидкость, предотвращающая замерзание. В отопительной системе применяется 2 вида антифриза – пропилен гликоль и этиленгликоль
Выбирая такой способ, важно знать, что этиленгликоль крайне токсичен, потому обращение с ним должно быть соответствующим.
теплоноситель на глицерине. Считается более эффективным и безопасным (не взрывоопасен и не воспламеняется)
Глицериновая жидкость дорогостоящая, но поскольку печь заполняется ею только один раз, есть смысл вложиться в покупку. К тому же, глицерин замерзает только, если температура падает ниже —30 градусов.
солевой раствор или раствор природного минерала бишофита. Стандартное соотношение – 1:0,4. Такой водно-солевой раствор не застывает до —20 градусов.
Как выбрать теплоноситель
С подробной инструкции по выбору теплоносителя для систем отопления и техническими характеристиками можно ознакомится здесь
Монтаж
Установка печи с водяным контуром может осуществляться по двум схемам. Первый сценарий предусматривает циркуляцию жидкости таким образом: холодная вода опускается вниз, а тёплая поднимается наверх
Тогда при монтаже печи важно не нарушить правильный перепад высоты
Второй сценарий используется в случае, когда циркуляция жидкости естественным образом невозможна. Тогда монтируются насосы, обеспечивающий искусственный кругооборот воды.
Для удобства, установка отопительной системы проходит в несколько подходов. Сначала монтируют дровяную печь или камин, выводят дымоходы, соблюдая правила пожарной безопасности. Позже – разводят водяной контур по всему дому.
Особенности печей с водяным контуром
Прежде, чем спешить приобретать оборудование, важно ознакомиться с особенностями отопительной системы. Преимущества:
Преимущества:
- Возможность качественно обогреть несколько помещений с большой площадью.
- Равномерное распределение тепла.
- Безопасность использования.
- Могут быть автономными источниками тепла или же работать вместе с централизованной системой отопления.
- Использование датчика температур, который позволяет контролировать работу устройства.
- Автономность (независимость от источников электроэнергии и газовых коммуникаций).
- Относительно невысокая стоимость обслуживания.
- Печь функционирует на угле, торфе, дровах и коксовом угле.
- Экономичность и экологичность отопительной системы.
- Современный дизайн и соответствие любому стилю и интерьеру.
Недостатки:
Котёл снижает полезный объём топливника
Для устранения этого факта, важно в процессе кладки топливника продумать обязательную ширину котла и самой печи. Также могут использоваться печи длительного горения.
Низкий уровень автоматизации
Возможен только ручной контроль.
Тепловая энергия, получаемая в результате горения дров, тратится на нагрев котла и жидкости в нём, а стенки топливника греются медленнее и в меньшей степени.
В сильные морозы теплоноситель может замёрзнуть. Угроза замерзания имеется, если в доме не планируется постоянное проживание. Дабы предупредить это, следует в очищенную воду добавлять специальные присадки, защищающие систему. Также специалисты рекомендуют использовать антифриз – универсальный теплоноситель, замерзающий только при очень низких температурах.
Использование и обслуживание отопительных печей с водяным контуром не отличается особой сложностью. В качестве дополнительных пояснений прикрепляем видео.
Приняв решение о приобретении печи отопительной с водяным контуром, изучите заранее модели, предлагаемые зарубежными и отечественными фирмами. Их отличают размеры, дизайн, стоимость и вспомогательное оборудование. Для небольшого дачного домика вполне достаточно кирпичной печи с водяным отоплением, небольшой мощности и без дизайнерских изысков. Собственника же большого особняка такая модель вряд ли устроит. Просторную гостиную может украсить стильная печь зарубежного производства.
Аргументы «За»
Паровой способ быстро нагревает воздух в доме.
Не обязательно сносить печь, так как кроме затрат сил и времени, может понадобиться капитальный ремонт.
Благодаря отсутствию механизмов, любая регулировка выполняется вручную, значит, техника не будет ломаться, давать сбои.
Это вариант для дачи или загородного дома, так как присутствие там сезонное, а топливо можно запасти заранее. Отопление не отключится из-за плохой погоды, неуплаты за электричество или газ.
Даже если сама печь находится в соседнем здании, реально провести паровую систему. Главное, позаботиться о теплоизоляции.
Как это сделать, наглядно показано в следующем видео:
https://youtube.com/watch?v=aB1duN9-N4c
Водяное отопление от печки: обеспечение оптимального температурного микроклимата
Деревянные дома в классическом варианте с печным отоплением прогреваются весьма неравномерно. Прогретый воздух постоянно находится возле печи, а отдаленные углы отличаются прохладностью. Использование нескольких печей обходится весьма недешево. Лучше совместить отопление – печное и водяное, как это делают многие наши соотечественники, которые стремятся к достижению тепла и уюта своего существования.
Решение заключается в снабжении обычной кирпичной печи теплообменником, напоминающим по форме змеевик. Его монтируют в топливных помещениях либо у оснований дымоходов. Печное тепло прогревает воду в нем, которая потом поступает в радиаторы, расположенные по комнатам. Происходит равномерное прогревание зданий.
К преимуществам таких систем относятся:
Полная независимость – на такие отопительные системы не влияют ни газопроводы, ни газопроводы. Единственная зависимость – от хозяина, который определяет когда и сколько топить.
Отсутствие в потребности привлечения специалистов для обслуживания систем отопления. Оно вполне по силам самим потребителям.
Недостатком такого отопления с использованием печей является его довольно высокая пожароопасность, требующая соблюдения мер защиты зданий. Этот вариант не может считаться мобильным, поскольку передвижения исключены. Не используется в двухэтажных домах. Приходится прибегать к сооружению дополнительной печи, что влечет немалые расходы.
Не смотря на потребность ежедневного запуска отопления от печки с водяным отоплением, чувствуется существенная экономия топлива. Минус еще и в потребности постоянного контроля функционирования системы.
Условия оптимальной работоспособности систем
Очевидно, что для подогрева теплоносителя и подачи его в радиаторную систему дровяную печку нужно снабдить дополнительным теплообменником. Есть два пути: приобрести для дома готовую металлическую либо чугунную печь длительного горения со встроенным водяным контуром, либо изготовить ее своими руками.
Существует несколько разновидностей самодельных теплообменников и вариантов их монтажа:
- Бак – котел, встраиваемый прямо в топливник или в один из дымоходных каналов.
- Регистр, сваренный из труб, иногда – в виде змеевика. Тоже ставится внутрь камеры сгорания либо в газоход.
- Теплообменник самоварного типа (техническое название – экономайзер). Устанавливается сугубо на дымоход для отбора теплоты у отходящих газов.
- Полноценная водяная рубашка. В упрощенном исполнении подобная печь-камин с водяным контуром показана выше на схеме.
Бак-котел для нагрева теплоносителя
Водяной контур можно изготовить из таких материалов:
- черная или нержавеющая сталь;
- чугун;
- медь.
Кроме печи, нагревательным элементом системы с водяным контуром, является теплообменник, который встраивается в топку или дымоход. Вода, проходящая через регистр, нагревается, а затем поступает в трубы и радиаторы, отдавая тепло. За счет разницы температур на входе и выходе из теплообменника жидкость циркулирует в контуре.
Для оптимальной работы в систему встраивают циркулярный насос, который позволяет более равномерно распределить нагретую жидкость по трубам.
Водяной контур необходимо отпрессовать и удалить воздух. Нагреваясь, вода увеличивается в объеме и чтобы система не взорвалась необходимо предусмотреть расширительный бочок. При использовании контура закрытого типа, резервуар может быть в любом месте, в открытой системе расширительный бочок устанавливается максимально высоко.
Для стравливания давления в системе, в ней должен быть предусмотрен автоматический воздухоотводчик для выпуска лишних газов из теплоносителя и предохранительный клапан. Устройства можно объединить в комплекс безопасности, включив в нее манометр.
Таким образом, если включить в систему обогрева дома печь длительного горения на дровах из кирпича с водяным контуром можно существенно сэкономить на отоплении.
Система будет работоспособной при условии наличия постоянной циркуляции теплоносителя в трубах. Это обеспечивается обязательным уклоном, а также желательной установкой циркуляционного насоса, гарантирующий необходимое движение и предотвращающий закипания воды.
Небольшие по габаритам, но отличающиеся достаточной мощностью насосы гарантируют хорошую циркуляцию. Они необходимы особенно при большой протяженности отопительной системы. Установка такого насоса выполняется на обратку, то есть на возвращающую теплоноситель трубу.
Рассчитывать только на насос и монтировать трубопроводы без уклона не следует, поскольку при перебоях в поставках электроэнергии может возникать закипание и выход из строя и насоса, и самой системы. В таких случаях лучше прибегать к установке расширительных баков, которые компенсируют расширение воды.
Завершаются проектные работы ознакомлением специалистов со схемами. Они помогут устранить ошибки, ведущие к нестабильной работе водяного отопления от печки. Это также возможность избегания нарушений правил безопасности.
Печь с водяным контуром, встроенным на этапе кладки
Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома работает по стандартному принципу. Для ее установки необходимо создавать систему для водяного отопления, с помощью которой тепло поступает от печных стенок и отопительных радиаторов, подключенных к основному контуру. Контурные трубы подсоединяют к котлу либо регистру, встроенному в печь. Тепловой носитель нагревается путем прохождения сквозь горячий регистр, потом он переходит к трубам и радиаторам.
Разновидности теплообменников
Чтобы сделать котел-печь для отопления своими руками, необходимо определиться с теплообменником. Для монтажа подойдут два типа. Особенности каждого стоит рассмотреть подробнее.
Плоское устройство
Отопительные установки с плоским теплообменником считаются самыми практичными для обустройства загородного дома или дачи. Достаточно изготовить чертежи, и котел в печь своими руками будет построить несложно. К тому же они отличаются простотой обслуживания.
Что касается установки, то они могут располагаться и в вертикальном положении, и в горизонтальном. Кроме этого, такие котлы обладают высоким показателем полезного действия. Плоская конфигурация позволяет обустроить достаточно объемную камеру, а значит, жидкость будет нагреваться гораздо быстрее.
Говоря о недостатках, одним из главных минусов такой конструкции является то, что у них очень маленькая теплоотдача боковых стенок. Это связано монтажом устройства в П-образной форме, а это, в свою очередь, снижает температуру внешней стены и увеличивает время на обогрев воздуха. Но такая проблема встречается только тогда, когда печное устройство устанавливается непосредственно в жилом доме, где процедура топки осуществляется на постоянной основе.
Существуют способы, с помощью которых можно ускорить процесс обогрева. В первом случае можно немного удлинить каменку и расположить ее над топочной камерой. Во втором необходимо изготовить дымоход из металлической трубы, причем подобная конструкция должна быть длиннее, чем стандартный вариант.
Трубчатое изделие
Трубчатые котлы могут отличаться по типу, размеру, а также способу установки. При проведении ремонтных работ такую систему абсолютно легко демонтировать, а затем снова установить в печку. Если планируется встраивать трубчатый регистр в кирпичное оборудование, то применяются бесшовные трубы, которые надежны, безопасны и долговечны.
При изготовлении теплообменника своими руками необходимо учитывать, что его размеры должны полностью копировать фору топочной камеры. Такая конструкция позволяет нагревать максимальное количество жидкости в устройстве. Кроме этого, регистр, собранный точно по схеме, обеспечит гораздо большую площадь теплового обмена.
Важное условие при сборке теплообменников — правильная подборка труб. Лучше всего для этого подойдут бесшовные изделия
Их достаточно просто отличить от остальных: у них отсутствует продольная сварочная линия. Элементы, имеющие швы, при высокой температуре трескаются, поэтому их часто приходится заменять. А чтобы это сделать, требуется полностью разбирать печное устройство.
Существует еще один существенный плюс таких конструкций — у них имеются межтрубные зазоры, которые позволяют достаточно быстро и легко производить чистку. Также стоит отметить, что открытое пламя, проходя через эти зазоры, накаляет стенки агрегата, поэтому помещение обогревается быстро и качественно. А вот регистры плоского типа, наоборот, изолируют стенки от открытого огня.
Устройство печи с водяным контуром
Классическая конструкция печи состоит из топки, разделенной колосниками на топливник и зольник, окруженной стенками из кирпича или металла. При сгорании топлива тепло передается в помещения посредством лучистой теплоотдачи от ограждающих поверхностей печи. Применение печей вызвано обычно объективными причинами:
- Отсутствие иных видов топлива, кроме дров и угля, а именно природного газа и электричества необходимой мощности;
- Относительная дешевизна дров во многих регионах нашей страны;
Основным недостатком теплотехнической схемы является неравномерное распределение тепла по отапливаемым помещениям, а также циклический режим работы теплового агрегата. Кроме того, печи обслуживаются вручную.
Внедрение в конструкцию печи водяного контура во многом улучшает показатели работы отопления. Металлический теплообменник позволяет отбирать часть тепла при сгорании топлива и обеспечивать его транспортировку посредством жидкого теплоносителя – воды или антифриза.
Печи с водяным контуром делятся на 2 вида:
- Кирпичные;
- Металлические.
Кирпичные печи возводятся самостоятельно или с привлечением специалистов. Металлические печи производятся из стали или чугуна, могут сооружаться самостоятельно, но для этого требуются профессиональные навыки электросварщика. Причем модели промышленного производства обладают лучшими характеристиками по сравнению с самодельными – они выполняются из жаропрочных сталей, тщательно рассчитываются проектировщиками.
Кирпичные печи разогреваются большее количество времени, но и отдают тепло в течение продолжительного промежутка времени. По сути своей кирпичная кладка частично выполняет функции теплоаккумулятора.
Металлические печи нагреваются и остывают с большей скоростью. Чугунные печи выгоднее стальных аналогов в этом плане – чугун аккумулирует значительное количество теплоты.
Теплообменные аппараты для водяных контуров печей выполняются обычно из стали. Теплообменники обладают большим разнообразием форм и размеров, отличаются по месту размещения. По форме это могут быть прямоугольные емкости, соединенные круглыми или профильными трубами, змеевики, регистры и так далее. Толщина стали для их изготовления составляет не менее 3 – 5 мм.
В кирпичных печах теплообменники размещают чаще всего в топках. При этом не рекомендуется размещать аппараты в зонах, непосредственно обтекаемых пламенем, особенно в печах с использованием угля в качестве топлива. Температура в этих зонах достигает крупных значений и срок службы металла значительно сократится. Размещают теплообменники в краевых зонах пламени и по пути движения раскаленных продуктов сгорания.
В металлических печах теплообменники зачастую выполняются в виде водяных «рубашек», опоясывающих топочное пространство камеры сгорания. По сути своей печи с водяным контуром являются аналогом твердотопливного котла.
Теплообменники оборудуются резьбовыми патрубками для присоединения трубопроводов системы отопления. Дымоудаление осуществляется с помощью естественной тяги, то есть требуется сооружение дымовой трубы. Регулирование количества воздуха, подаваемого на горение, производится шибером дымохода и заслонкой на заборе воздуха.
Кроме водяных контуров отопления печи могут оборудоваться дополнительными элементами:
- Дверца с огнеупорным стеклом – создается печь-камин;
- Бак приготовления горячей воды;
- Варочная плита;
- Духовой шкаф.
С увеличением числа опций увеличиваются габариты и вес печи, возрастает стоимость. Некоторые модели печей заводского изготовления оснащаются ТЭНами, встраиваемыми в теплообменник (с возможностью снятия и замены). Обычно они не могут полностью покрыть всю тепловую мощность печи и служат дополнительным или резервным источником тепла.
