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

Содержание

Верхнее горение в теплоёмкой печи.


Теплоёмкая кирпичная печь.

Принцип действия теплоёмкой отопительной печи кардинально отличается от не теплоёмких печей.

В теплоёмкой отопительной печи, главной задачей является, эффективно накопить тепло в корпус печи, с минимальным расходом топлива.

Мощность топки.

Мощность топки это максимально возможное количество получаемой энергии в моменте.

Для получения большего количества энергии необходимо эффективно сжечь большее количество топлива.

Это значит, для увеличения мощности нужно увеличивать объём топки, для уменьшения уменьшать.

Почему нужно рассчитывать топку в соответствии с мощностью печи?

Для более эффективного горения нужно стараться заполнить топку топливом по возможности плотнее.

Если в топке много постороннего, не участвующего в горении, воздуха это уменьшает температуру газов в каналах печи.

Воздух не участвующий в горении перемешивается с дымовыми газами остужая их.

При чём здесь дымоход?

Конденсат!

Конденсат в дымоходе из за замедления потока газов.

При низких температурах в дымоходе выпадает конденсат.

Конденсат вредная для кирпича субстанция.

Я лично, видел пару кирпичных дымоходов съеденных конденсатом.

Рекомендую сильно задуматься про это, людям, подключающим не теплоёмкие печи, с режимом тления, к отопительным щиткам.

Из вышесказанного следует, что дымоход должен быть необходимого и достаточного диаметра, чтобы успевать выводить дымовые газы при максимально активном горении топлива в топке.

Но не должен быть избыточным, чтобы температура внутри его не опускалась ниже точки росы дымовых газов.

Сколько должно быть каналов в печи и какой величины?

По причине, всё того же, конденсата, мы не можем слишком замедлять поток газов и не можем делать каналы слишком длинными.

В хорошей теплоёмкой печи теплосъём рассчитывается таким образом, чтобы оставить на дымоход необходимое тепло, не больше и не меньше.

Что будет если мы уменьшим количество сжигаемого топлива в моменте в топке теплоёмкой печи?

Если вся ваша печь рассчитана в соответствии с мощностью топки, то скорее всего, в дымоходе, а возможно даже и в каналах, начнётся конденсирование.

На мой взгляд, идея хороша в том случае, если человек просто любит топить печь.

Часто бывает, что людям нравится сам процесс топки.

В случае уменьшения тяги дымохода, замедления потока и уменьшения количества горящего топлива в моменте, ваша печь будет сжигать топливо медленнее.

При этом вы получите, примерно, столько же энергии, как при сжигании такого же количества топлива с обычной скоростью.


Для многих людей иллюзия, от того что печь топится дольше, столь сильна, что они начинают верить в волшебство верхнего горения.

Я сам не сторонник и не противник верхнего горения.

Как факт верхнее горение существует.

Увеличивает ли верхнее горение КПД теплоёмкой печи?

Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии.

Получим ли мы больше энергии от сжигания топлива меньшими порциями? Вряд ли.

  • Для не теплоёмких печей верхнее горение хорошо, т.к. увеличивает время сжигания одной топки.
  • Для теплоёмких печей верхнее горение это неудобство т.к. увеличивает время топки.

Напомню, что задача теплоёмкой печи греть между протопками, а не во время топки.

Но, сегодня, когда печь стала не отопительным прибором, а предметом создающим уют, увеличение времени топки может быть важным обстоятельством для выбора верхнего горения.

Ещё раз хочу пояснить свою позицию.

Как это выглядит?

Горение происходит с участием воздуха. В обычной печи он проходит к топливу через дверцу зольника и колосниковую решетку. После того как печь вышла на рабочий режим, то есть дрова разгорелись и топка прогрелась, подачу воздуха уменьшают. Для этого прикрывают дверцу зольника, оставляя небольшой зазор.

Дрова горят медленнее, топка не перегревается, а дает ровно столько тепла, сколько нужно для помещения. Но у такого режима есть и существенный недостаток: окисление при нехватке кислорода оказывается неполным. Через дымоход в атмосферу уходят угарный газ, простые циклические углеводороды, углерод в виде сажи. Все это — энергоносители, которые могли бы быть использованы для отопления помещения. Газообразные продукты неполного сгорания загрязняют атмосферу, а твердые и смолистые вещества откладываются на внутренних поверхностях дымохода.

Для дожига дымовых газов такого состава в топку подают вторичный воздух. Он попадает туда через отверстия на задней или боковых стенках. Смесь дымовых газов и вторичного воздуха воспламеняется, и в печах со стеклянной дверцей четко видно пламя в верхней части топки. Чтобы вторичный воздух не охладил дымовые газы ниже температуры воспламенения, его предварительно подогревают. Полости, через которые он проходит, соприкасаются с поверхностью топки.

В зависимости от режима первичного горения в дымовые газы уходит от 5 до 30 % энергии дров. Благодаря вторичному дожигу полному окислению подвергаются до 90 % горючих веществ. Применение технологии повышает тепловую эффективность печей практически в два раза и в 10 раз снижает вредные выбросы. Из-за уменьшения количества смол и сажи вероятность возгорания в дымоходе тоже падает.

Печь «ТОП-модель 200» с дожигателями, обеспечивающими перевод печи в режим длительного горения.

Печи длительного горения с водяным контуром

Отопительные печи длительного горения с водяным контуром будут оптимальным вариантом отопления для дома, если нет возможности подвести к нему газ, а электроотопление слишком дорого.

Такие отопительные устройства позволяют не только увеличить интервал между загрузками топлива, но и дают возможность обогрева сразу нескольких комнат или всего дома.

Отопительные печи с водяным контуром — универсальные приборы для обогрева помещений, совмещающие в себе функции котла и титана. Эти печи являются оптимальным выбором для обогрева загородных домов и дач.

В отопительных печах с водяным контуром теплообменник встроен в канал дымохода или в топку. Некоторые виды печей функционируют в режиме циркуляции горячего пара, что недоступно в стандартной системе циркуляции горячей воды.

Такая конструкция призвана решать проблемы с обеспечением теплом в домах, которые нуждаются в автономном отоплении. Из-за того, что вода активно циркулирует в различных теплообменных системах, например, в радиаторах, могут отапливаться сразу несколько комнат.

В результате отоплением обеспечивается весь дом. К тому же использование печи с водяным отоплением позволяет существенно сэкономить на дровах, а помещение прогревается очень быстро.

Стоит помнить, что если в сильные морозы вы не будете протапливать эту печь, то велика вероятность замерзания теплоносителя, причем это может произойти очень быстро.

А потому если в доме с такой конструкцией никто не проживает на постоянной основе, специалисты советуют добавлять в дистиллированную воду особые присадки. Благодаря им система замерзать не будет.

Такие отопительные печи могут различаться по материалу изготовления. Так они могут быть:

  • металлическими – стальными или чугунными;
  • кирпичными;
  • комбинированными — когда за основу используется готовая металлическая топка с теплообменником для водяного контура, а внешний корпус выкладывается из кирпича.

Преимущества и недостатки печей с водяным отоплением

Основные преимущества:

  • Доступное топливо. В случае необходимости дрова можно собрать на своем загородном участке.
  • Небольшие размеры.
  • Простота в эксплуатации и обслуживании.
  • Дрова считаются экологически чистым сырьем, не способным причинить вред человеческому организму. При их сжигании вырабатывается и выбрасывается в окружающую среду минимальное количество вредных веществ.
  • Относительная автономность. При отсутствии электричества конструкция с водяным отоплением будет долго греть помещение своим раскаленным корпусом.
  • Для изготовления дровяной печи применяют материалы, которые отличаются повышенной прочностью. Это позволяет конструкции служить очень долго, практически не подвергаясь ремонту.
  • Кроме того, у такой конструкции для дома может присутствовать варочная поверхность, на которой легко приготовить любое блюдо. Нагревается она от прямого горящего пламени.

Недостатки печей с водяным отоплением:

  • Низкий КПД. Такая конструкция по своей эффективности будет уступать дизельным и газовым котлам.
  • Ручное управление. Отсутствует автоматическая настройка подачи горючего и поддержание нормального контроля его работы.

При покупке печи с водяным контуром необходимо обратить внимание на мощность печи и количество дополнительных киловатт от теплообменником. Например, для 25 куб

м. помещения требуется печь мощностью 1 кВт.

Аналоги печей с водяным контуром

Твердотопливные котлы с водяным контуром— использование комбинированного или твердотопливного котла дает возможность отапливать помещение с площадью до 170 кв. м. Работает котел на дровах или на электричестве. Изготавливаются из крепкой стали. Оборудованы встроенным электрическим блоком.


Камины с водяным контуром и плитой/духовкой. Твердотопливные термокамины имеют возможность подключения к солнечным коллекторам и другим системам отопления. Устройство, сочетающее качества традиционного камина и функциональные свойства твердотопливного котла. Предназначены для нагрева воды с помощью циркуляционных насосов во всех видах отопительных систем.

В чём преимущество печки длительного горения

Любой человек, который принимается за сборку печки долгого горения, ставит перед собой главную задачу: сделать своими руками вещь, которая будет работать эффективно при минимальном расходе материалов и топлива. Стоит отметить, что большинство готовых печей этого типа имеют КПД гораздо ниже, чем самодельные модели.

Обычная заводская печка отличается тем, что топливо в ней сгорает очень быстро, поэтому помещение быстро нагревается, а затем быстро остывает, если в него не добавить ещё топливо. Это крайне неудобно и не рационально.

Также в продаже есть и альтернатива: это печки, работающие на твёрдом виде топлива, которые способны затягивать процесс его сгорания и, соответственно, утеплять помещение на более длительный период. Такие конструкции работают на углях, дровах и всевозможных отходах. Однако такой агрегат в готовом виде стоит недёшево и имеет такие недостатки, как:

  • невысокий КПД;
  • отсутствие автоматической закладки топлива;
  • необходимость регулярной его закладки.

Все перечисленное не относится к печам длительного горения. Так, одна закладка топлива может обеспечить работу конструкции примерно на 18 часов благодаря тому, что в топке со временем горение сменяется на тление, а автоматическая закладка в таком случае уже не нужна. Кроме того, конструкция может быть продумана таким образом, что в качестве топлива можно будет применять опилки или щепки, а не целые дрова.

Что нужно учитывать перед сборкой печи долгого горения

Обратите внимание, что сооружение печки длительного горения своими руками – работа пыльная и шумная, поэтому хорошо продумайте место, где будут выполняться работы. Кроме того, предусмотрите, чтобы на этом месте был источник электроэнергии, поскольку потребуется электросварка

Инструментарий для работы следует приготовить такой:

  1. Металлическая бочка на 200 л.
  2. Два стальных отрезка трубы, один больше, второй меньше.
  3. Металлический швеллер.
  4. Ножовка, стальной молот, топор, киянка.
  5. Рулетка или ответ для замеров.
  6. Красный кирпич высокого качества (порядка 50 штук).
  7. Отражатель (если есть).
  8. Набор электродов и сварочный аппарат.
  9. Листовая сталь.
  10. Строительная смесь или материалы для приготовления раствора для кладки кирпичей.

Алгоритм действий при сборке самодельной печи длительного горения

Сборка этого агрегата состоит из следующих действий:

  1. Приготовьте металлическую бочку: срежьте её верх болгаркой и оставьте на потом. Если бочки нет, можно взять трубный отрезок большого диаметра.
  2. Приварите к отрезку днище из части стального листа круглой формы.
  3. Вырезаем ещё круг из стали диаметром чуть менее бочки или трубы, а в нём ещё один для маленькой трубы примерно на 12 см. Отрезок трубы приваривается к стальному кругу.
  4. К нижней части круга приварите швеллеры, измерив их так, чтобы они могли свободно находиться в трубе. Затем они будут применяться для давления топлива в зависимости от его прогорания.
  5. Длина привариваемой трубы должна превышать высоту главной части на 10 см.
  6. Принимаемся за верхнюю часть конструкции: возьмите часть бочки, которая была вначале отрезана, и вырежьте в ней отверстие для трубы небольшого диаметра.
  7. Вырежьте люк для закладки топлива, к нему затем будет приварена дверца, которую можно приобрести в готовом виде либо сделать самому. К дверце нужно приварить ручку, чтобы её удобно можно было открыть.
  8. Ниже установите ещё одну дверцу поменьше, чтобы была возможность утилизировать топливные отходы.

Подготовка фундамента и сооружение дымохода для печи

Для установки печи требуется капитальный фундамент, поскольку печной металл будет сильно накаляться во время работы. Категорически нельзя устанавливать её на непрочный или недостаточно огнеупорный материал.

Заглубление делать не стоит, поскольку удельная масса конструкции не сильно большая. Нужно залить плиту, выложенную рядом в один кирпич, специальным раствором или смесью.

Теперь перейдём к вопросу об установке дымохода. Он нужен для того, чтобы продукты сгорания быстро улетучивались из помещения в атмосферу. Для его сооружения можно взять трубу из металла с 15-сантиметровым диаметром. Её следует приварить к верху или бокам печной конструкции.

Затем его сгибают, но не более чем на 40 градусов. Вообще, нужно сделать так, чтобы в нём было как можно меньше колен до выхода из помещения.

Иногда требуется установка отражателя, особенно это касается маленьких помещений. Благодаря им потоки тепла будут перераспределяться, и регулировать равномерный обогрев всего помещения.

Печь нет необходимости обкладывать кирпичами, если она находится в котельной или другом подсобном помещении, куда нет доступа детям. Если же она будет установлена на виду у всех, то облицовку в целях безопасности лучше сделать.

Особенности печей длительного горения

К особенностям этого отопительного прибора можно отнести:

  • большой объем топки и большая дверка для загрузки топлива, что позволяет сразу наложить много дров;
  • разделение топки на две части — для тления дров и сжигания газа;
  • наличие отбойника пламени от дымохода, называемого «зубом», в виде пластины, приваренной к верху топки, для того, чтобы пламя не попадало в трубу.

нагрева самой печки и помещенияпечке длительного сгорания

Простая печка разжигается снизу, огонь в ней распространяется вверх и по сторонам. Пламя получается большое, дрова сгорают быстро, остается много углей. Процесс сгорания происходит именно так из-за того, что к топке снизу постоянно открыт доступ воздуха. В печке длительного горения дрова поджигаются сверху, огонь распространяется вниз. Воздух поступает только на то место, где дрова горят. Горение не слишком интенсивное, точнее его можно назвать тлением, выделяется гораздо меньше тепла, температура воздуха в помещении поддерживается на одном уровне.

Кроме поленьев дров, в печи длительного сгорания сжигается и пиролизный газ, который образуется во время тления топлива и перемещается во вторую камеру сгорания, где перемешивается с воздухом. В результате продукты окончательного сгорания практически не содержат вредных для человека и среды веществ, повышается КПД печки, снижаются расходы на отопление.

О полезных доработках железной печки

Есть несколько рекомендаций, как сделать вышеописанную конструкцию еще лучше. Первым делом не помешает усилить узел примыкания дымоходного патрубка к верхней плите, поскольку это место прогорает чаще всего. Причина не только в высокой температуре, но и в нагрузке, оказываемой на сварной шов дымоходной трубой. Обычно владельцы гаражей не озабочиваются отдельным креплением дымохода и он всем весом ложится на верхнюю панель печи.

Буржуйка на дровах с 2 дымооборотами не может похвастать величиной топливника, а значит, и продолжительностью горения. С другой стороны, самодельные печи длительного горения типа «Бубафоня» — не лучший вариант для гаража. Для них требуется дымоход высотой не менее 4 м с хорошей тягой, что не всегда реализуемо.

Теплоотдачу дровяной печи можно улучшить, если к боковым стенкам приварить несколько вертикальных ребер, как это показано ниже на фото. Используется полоса толщиной 4 мм либо такой же уголок, тем самым наращивается площадь теплообмена и возрастает эффективность работы обогревателя.

На фото изображена печка из чугуна с конвекционными ребрами и варочной плитой. Из стали можно сварить аналогичную конструкцию

Виды печей длительного горения. Выбираем простой и производительный отопительный агрегат для изготовления своими руками

Речь о разновидностях печей длительного горения зашла из-за необходимости определиться с конструкцией, наиболее пригодной для изготовления своими руками. Поэтому рассмотрим все варианты твердотопливных котлов новой генерации, а также изучим особенности их работы.

При классификации отопительных печей по способу сжигания выделяют несколько основных схем.

1. Традиционная конструкция с распространением пламени снизу вверх, при котором горящие газы проходят через весь слой топлива и выводятся в дымоход. На пути продуктов сгорания обустраивают теплообменник и камеру дожига, в которую подаётся дополнительное количество воздуха. К отопительному оборудованию этого типа относятся известные на весь мир булерьян или бренеран, печь профессора Бутакова и вариации этих агрегатов с изменёнными теплообменниками.


Булерьян представляет собой котёл длительного горения с воздушным теплообменником

2. Шахтная печь, в которой зона горения смещается к колосниковой решётке, а продукты сгорания отводятся через соседнюю камеру, где происходит дожиг и теплообмен. Подобная конфигурация чрезвычайно удобна для изготовления отопительного агрегата из кирпича, чему способствует многовековой опыт строительства дровяных печей с воздушными каналами (печь с грубой).

Схема твердотопливного котла шахтного типа

3. Агрегаты верхнего горения, в которых поджигается верхушка топливной закладки, а пламя направляется вниз. По мере прогорания требуется подача воздуха под слой золы, поэтому такая конструкция требует специальных решений для доставки кислорода в зону горения. Простота этой печи и эффективность её работы способствовала появлению множества вариантов, доступных для повторения в домашних условиях. Причём материалом для изготовления такого отопительного агрегата может выступать как обычная металлическая бочка, так и бытовой газовый баллон. Хотелось бы особо выделить известную в Сети конструкцию «долгоиграющей» буржуйки под названием Бубафоня — модификацию литовского котла «Stropuva», чрезвычайно популярную у домашних умельцев.

В котлах «Stropuva» длительный режим работы возможен благодаря горению верхнего слоя топлива

4. Печи, работающие в режиме газогенераторного или пиролизного сжигания топлива. Дрова горят при высокой температуре и недостатке кислорода, что способствует выделению большого количества горючих газов. Летучие соединения, полученные в результате так называемой сухой перегонки, дожигают в отдельной камере, куда подают вторичную порцию воздуха. Эта схема является самой сложной в конструктивном отношении, но по части эффективности и удобства эксплуатации ей нет равных.

Пиролизный котёл представляет собой довольно сложную конструкцию, поэтому его изготовление в домашних условиях сопряжено с наибольшими трудностями

Если говорить о других особенностях печей длительного горения, то они бывают квадратными или круглыми, а изготавливаться могут как из металла, так и из кирпича.

При выборе схемы и конструкции печи длительного горения необходимо учитывать не только преимущества и эффективность существующих вариантов, но и возможность повторения той или иной конструкции в домашних условиях. Например, изготовление булерьяна или печи Бутакова нельзя представить без использования мощного трубогибочного станка. Ввиду сложной конфигурации оборудования потребуется немалый опыт сварочных работ и дополнительные затраты на покупку толстой листовой стали и труб большого диаметра. Строительство пиролизного котла, кроме финансовых вложений и мастерства сварщика, предъявляет требования к точности расчётов и знаниям всех нюансов сухой перегонки дров. Что же касается агрегатов верхнего горения, то именно они являются идеальным вариантом в качестве первой конструкции, изготовленной своими руками. Во-первых, не потребуется практически никаких затрат, а во-вторых, устройство типа «Stropuva» или Бубафони простит все просчёты и несовершенство сварных швов. Её конструкция настолько работоспособна, что не даст разочароваться в своих силах даже начинающему домашнему мастеру.

Схемы систем отопления для печи

Схемы систем отопления для печи с водяным контуром делят на 3 типа:

  1. Открытая;
  2. Закрытая;
  3. Комбинированная.

Открытая система реализует в своей работе естественную циркуляцию теплоносителя – за счет разницы плотностей холодной и горячей воды. Сооружается она по классическому принципу – от печи поднимается разгонный вертикальный стояк высотой не менее 2,5 метров. На верхней точке стояка устанавливается расширительный бак открытого типа.

Схема открытой системы отопления печи с водяным контуром

Далее трубопровод с уклоном не менее 2 мм на 1 метр направляется к приборам отопления – радиаторам. Обвязка радиаторов выполняется обычно по однотрубной схеме, реже – по двухтрубной. При этом диаметр трубопроводов должен быть не менее 32 мм, диаметр вертикального разгонного коллектора – от 50 мм. Рекомендуемый материал трубопроводов – сталь, причем в зоне обвязки печи – только сталь или медь.

Закрытая система подразумевает установку обязательных элементов – циркуляционного насоса, мембранного расширительного бака и группы безопасности. Группа безопасности состоит из предохранительного сбросного клапана, термоманометра (или простого манометра), воздухоотводчика.

Схема закрытой системы отопления печи с водяным контуром

Кроме этого, в закрытой системе отопления появляется возможность установки теплоаккумулятора. Это устройство качественно повышает общий КПД системы, выравнивает тепловой режим, аккумулирует тепло при циклическом режиме работы печи.

В закрытой системе обвязку печи также рекомендуется выполнять из стальных или медных трубопроводов. Обвязку радиаторов зачастую выполняют из полимеров – стабилизированного полипропилена, металлопластика. Диаметр труб при этом меньше, чем в системе с гравитационной циркуляцией и составляет 20 – 25 мм. Обвязка радиаторов производится по однотрубной или двухтрубной схеме.

Схема комбинированной системы отопления печи с водяным контуром

Такая система может работать как при наличии электричества (по закрытому принципу), так и при его отсутствии (открытая схема). Более подробно об этой схеме можно прочитать тут.

Во всех случаях системы отопления оборудуются кранами для слива теплоносителя, особенно это актуально для домов с непостоянным пребыванием людей. При отрицательных температурах воду рекомендуется слить. Другой вариант – использовать в качестве теплоносителя незамерзающие жидкости – антифризы.

Разновидности твердотопливных печей

Отопительное оборудование данного типа имеют отличия, в зависимости от выбранного параметра модели или ее технических характеристик.

По объему обогреваемого помещения различают печи по длительности горения сырья:

  • до 3 часов;
  • от 6 до 8 часов;
  • от 10 часов и более.

Каждая модель устройства имеет техническую спецификацию, по которой можно определить необходимую мощность оборудования, в зависимости от общей площади отапливаемого здания и необходимой длительности горения топлива.

По функциональным характеристикам различают следующее деление:

  • только отопительная функция (направлена на обогрев дома);
  • варочно-отопительная функция (печь не только обеспечивает помещение теплом, но и может использоваться для готовки пищи);
  • декоративная печь (выступает в роли и отопительной системы, и дополнения интерьера).

Каждый из этих категорий оборудования имеет и дополнительные возможности, которые позволяют сделать конструкцию удобной и экономной для пользователей.

Ценовая политика агрегатов достаточно высокая, но готовое оборудование станет гарантированным помощником для домочадцев, а также прослужит длительный период времени.

Преимущества дровяного отопления

Выбирая котел для обогрева своего дома, люди сравнивают сильные и слабые стороны тех или иных вариантов. Рассмотрев несколько видов дровяных печей медленного горения, познакомимся с преимуществами дровяного отопления в целом. По сравнению с другими видами отопления, оно имеет довольно много сильных сторон:

  1. Экологичность. Дровяная печь не наносит вреда окружающей среде, и в этом плане ей просто нет равных. Сгорая, древесина выделяет не больше углекислого газа, чем при гниении в естественной среде. А по сравнению с тем вредом, который наносят экологии остальные виды горючего, это просто мелочь.
  2. Экономичность. К сожалению, многие думают в первую очередь о финансовой выгоде, а потом уже об экологии. Но и в этом плане дровяные печи преуспели. Дрова стоят меньше других видов топлива.
  3. Данный агрегат можно применять не только с целью обогрева жилья, но и для приготовления еды. Это особенно актуально для тех, чей дом находится далеко от газопровода.
  4. При всей эффективности дровяного отопления оно вовсе не сложно. Если все сделано правильно, печка даже без радиаторов будет хорошо прогревать дом.
  5. Печная тяга создает теплообмен между улицей и домом, благодаря чему достигается оптимальный уровень температуры и нормализуется влажность
  6. Дровяной котел дает приятный аромат, создает уютную атмосферу и напоминает нам о наших корнях.

С этим читают