Как сделать печное отопление в частном доме с батареями
Печное отопление с водяным контуром в деревянном доме — как сделать правильно.
Наверняка, вы не знаете с какими трудностями можете столкнуться, решившись на печное отопление с водяным контуром в деревянном доме! Бытует «заезженный» стереотип о том что печью сложно отопить дом, если не провести водяной контур по всему дому, но это не так! Водяной контур в печи вызывает массу проблем как при установке, так и при эксплуатации.
В этой статье я постараюсь взвесить все «за» и «против», а решать Вам… И покажу в конце небольшое видео с реального строящегося дома, где печь-котел выполнена с водяным контуром. Речь пойдет о дровяных печах.
Для чего вообще нужен водяной контур в системе отопления.
Считается что в доме с печным отоплением углы и пол всегда холодный. Так же бытует мнение о том что в доме с печным отоплением всегда «плачут» окна. Все дело в том что отопительный прибор — печь в доме, — обогревает достаточно локализовано. Стоит себе печка в одном месте…
Так вот для того чтобы уменьшить теплопотери возле окон — от окон. А так же для того чтобы разнести тепло от печи по краям дома — по углам и местам стыка стен с полом, — нам и нужен водяной контур.
Можно предположить, что водяной контур необходим, если в доме есть хотя бы одна комната куда напрямую не выходит поверхность печи. А если таких комнат 2 или три, то уж тем более…
Кратко о том — как обычно делают водяной контур в доме с печью.
В старых домах, в деревнях без газа, печное отопление с водяным контуром в деревянном доме решали следующим образом. в печь встраивали котел — прямо в топку. Из печи самотеком, через обычный открытый бачок расширения (под потолком) пускали воду по широким трубам. Это могли делать либо в круговую по дому. Чаще всего делали замкнуто — подача и обратка по одной стене.
Современные стройматериалы позволяют сделать разводку с переходом на пластик. Разводку делают уже на алюминиевые радиаторы под окнами. Это позволяет существенно снизить необходимость протопки, теплоноситель отдает тепло «дозированно» через радиаторы, которые можно тоже настраивать.
Таким образом можно попытаться решить одну из основных проблем печного отопления с водяным контуром в деревянном доме — быстрое остывание теплоносителя. Все-таки у пластика теплопроводность ниже чем у стали. Тем более что пластиковую трубу можно теплоизолировать.
Но некоторые проблемы печей с водяным контуром современные строительные материалы решить не могут.
Посмотрите небольшое видео, о печи, заказчик которой отказался от подключения уже вмонтированных регистров на отопление:
Основные проблема печей с водяным контуром.
Главная проблема печей с водяным контуром — это обратная сторона медали ее главного преимущества. Вода, являясь хорошим теплоносителем — быстро нагревается и хорошо отдает тепло. А металл хорошо проводит тепло…
Именно поэтому печи с водяным контуром достаточно быстро выхолаживаются. Известный факт что для эффективной отдачи тепла и обогрева дома — нужна определенная температура поверхности. Так вот печка с водяным контуром такую температуру дает во время протопки и недолго после. Затем происходит следующее.
Печь, имея внутри водяной контур — достаточно быстро выхолаживается, за некоторым исключением (некоторые модели). А сами трубы, ввиду вышеуказанных характеристик, достаточно быстро отдают тепло и тоже остывает.
Знакомая история — печь с водяным контуром топится два раза в день, если не больше. Но для меня — два раза в день это уже много для протопки печи. Так лучше уж поставить в доме две печи, мороки будет меньше, а эффекта (КПД) от дров — больше. Это не шутка…
Но быстрое выхолаживание и топка печи «как на работе» два раза в день — это полбеды…
Такая интенсивная эксплуатация печи — частые протопки, — ведут к ускоренному разрушению печной кладки. Старые печи с водяным контуром выглядят старыми не в силу возраста, а, скорее, по своей сущности. Их постоянно подмазывают, потому что постоянно топят, кладка разрушается, трескается. У меня есть знакомая, которая топит в морозы свою печку просто без остановки… У нее печь с водяным контуром.
Третья проблема возникает когда регистр установлен не в топке, а, например, в колпаке. При растопке такой печи, когда теплоноситель подостыл, возникает большой объем конденсата. По нашим подсчетам, при первой протопке такой печи вытекает до 2-х литров конденсата в печь! Если не сделать специальные приспособления для сбора конденсата, эта печь будет всегда мокнуть…
А это чревато постоянными проблемами с растопкой печи, огромными количествами сажи на регистре и скорому засорению печи.
Когда нужно печное отопление с водяным контуром в деревянном доме?
Я провел достаточно времени в общении с заказчиками печей, которые были убеждены в необходимости печного отопления с водяным контуром. В целом могу описать основные причины, по которым приходится мириться со всеми проблемами печей с водяным контуром. Вот они:
Если дом, будь он даже небольшим, плохо утеплен. При том речь идет и о стенах, и о фундаменте, и о полах, и о перекрытиях… и обо всем вместе взятом… Тогда без водяного отопления, наверное, не избежать сквозняков… Хотя может и с водяным не избежать. Но все таки с водяным контуром в таком «дырявом» доме будет теплее у стен… Но топить придется «нещадно» и часто.
Если у дома никудышное объемно-планировочное решение и тепло от печи не может или не сможет отопить его. Ни конвективным теплом, ни инфракрасным излучением. Такое может быть при излишне высоких потолках, удаленных спальнях, длинных коридорах и так далее…
Бывает и так, что вроде планировка равномерная, но комнаты большие. А так же бывает что большая совокупная площадь помещений сочетается с первыми двумя «изъянами» домов… Тогда одной печью дом не отопить и приходится думать о разведении батарей… Если не делать две печи. Но об этом не будем здесь, хотя вариант заслуживает пристального внимания.
В домах, которым недоступно электроснабжение. А так же которые подвержены вышеизложенным проблемам — так же придется делать разводку батарей чтобы автономно отопить дома — без помощи электричества и газа…
При этом, если даже у вас большой дом, который плохо утеплен, можно обойтись без водяного контура, при желании. Если дом подключен к электросетям есть вариант продумать достаточно экономное отопление, но без водяного контура. Дело в том что без электроэнергии сложно будет обойтись при монтаже и эксплуатации водяного контура, об этом далее…
Кстати, у меня есть интересная статья про камины с водяным контуром, прочитать ее можно здесь (кликабельно, откроется в отдельной вкладке). Там же я показываю наши каминные топки, в которые можно встроить регистр на отопление.
Как избежать проблем печного отопления с водяным контуром в деревянном доме?
Начнем с того, что отделим «мух» от «котлет». Дело в том что печь и котел — это разные вещи. Печь с водяным контуром это скорее должен быть котел. А когда просто в печку встраивают регистр получается то, что получается — печь разрушается, трубы не греют, замкнутый круг протопки печи по 2-3 раза в день.
Печь создана для того чтобы вобрать тепло от горения дров в кирпичи. И долго-долго его отдавать. Поэтому теплоемкость печи — один из основных ее показателей.
Хорошая печь при одной протопке в сутки, стоящая в доме который подходит к ней, а она подходит для него (по объему, площади помещений и другим тепловым показателям) — обогреет такой дом.
Котел.
Котлы делаются так, чтобы задерживать как можно больше тепла внутри. Для чего? Для того чтобы максимально отдавать его теплоносителю системы водяного отопления.
Именно поэтому технически печь и котел — диаметрально противоположные вещи. В доме с котлом теплоносителем является вода (антифриз) и, можно сказать, сами трубы, хотя этим обычно пренебрегают.
А в доме с печью теплоносителем является сама печь.
Встраивая водяной контур в печь мы мешаем «мухи и котлеты». Как выйти из положения?
Коротко говоря печь-котел, это двухконтурная печь с водяным контуром. Она удерживает больше тепла внутри, держит его дольше после протопки — тем самым сохраняя его для теплоносителя. Теплоноситель в такой печи дольше стынет.
Для этого необходимо сделать теплоаккумулятор — утепленный бак с большим количеством воды. Когда вода нагреется, она, при большом объеме, долго будет остывать. И не просто остывать — а отдавать тепло в дом. Объем теплоаккумулятора надо рассчитывать индивидуально, но, как говорится, чем больше, тем лучше.
Для того, чтобы повысить эффективность печи и надежность надо поставить электронасос на теплоноситель. Этим мы решим много проблем. Во-первых эффективность — вода в регистре не будет перегреваться, ведь наибольший эффект отопления достигается при температуре носителя от 60 до 80 градусов. При таком нагреве надо «выдернуть» его как можно быстрее в батареи дома. Таким образом и печь не будет перегреваться — повысим ее надежность. И эффективность отопления дровами вырастет очень значительно.
С насосом еще при протопке теплоноситель быстрее «обойдет» вкруговую всю систему и его температура будет держаться дольше на высоких градусах — больше тепла придет в дом.
Такое решение не только сделает отопление Вашего дома удобным. Не надо будет вставать по ночам в морозы и добавлять дров, когда теплоноситель остынет. А такое поверьте, вполне вероятно. Электрокотел будет автоматически включаться при падении температуры теплоносителя. Это опять же сбережет печь от сажи, уберет проблемы с протопкой.
Электрокотел будет включаться при падении температуры теплоносителя и выключаться при ее критических числах. А насос будет включаться при высоких температурах чтобы быстро доставлять тепло в дом.
При всем удобстве это не помешает Вам экономить, ведь в любом момент можно затопить печь и котел выключится очень быстро…
Как же все таки сделать печное отопление в деревянном доме без водяного контура.
Не хочу Вас отговаривать или подговаривать, но… Для многих моих клиентов, после долгих (или недолгих) бесед, стало очевидна ненужность водяного контура. С ним больше проблем. Тем более что если его делать по уму — все равно нужно использовать электричество. Если конечно есть электричество… Или если нет условия что в доме нужна полная автономность.
Самое главное, конечно — хорошо построенный и утепленный дом, планировка под печное отопление. А это достигается при правильном подходе — когда перед строительством дома выполнен проект печного отопления. Когда спроектировано правильное объемно-планировочное решение. Когда правильно подобрана печь. Ну и когда это все хорошо реализовано.
Так вот, раз уж все равно использовать электроэнергию, намного экономнее ее использовать по-другому. Чтобы не связываться с водой, трубами и так далее… Даже в не самой удачной планировке дома можно выполнить отопление печь+электричество экономно, мягко, удобно…
Тем не менее есть хорошие проекты печей-котлов, где я постарался максимально улучшить конструкцию. но с другой стороны. когда нужна автономность, то и варочная поверхность не помешает. Такие проекты тоже есть.
Недавно у меня вышла книга-фотопорядовка с подробным описанием кладки печи.
Подписывайтесь на нашу рассылку или пишите мне в личку по поводу приобретения. А так же не пропустите наш БЕСПЛАТНЫЙ ПРОЕКТ ПЕЧИ И ОБУЧАЮЩИХ КУРС КЛАДКЕ ПЕЧИ — ЗДЕСЬ.
Как сделать водяное отопление от печки
Отопление и бесперебойное снабжение горячей водой являются первостепенными проблемами всякого частного дома. Варианты их решения бывают разнообразные, но оптимальный результат дает подключение отопительной системы к печке.
Для этого используется либо готовая печь из металла, легко приобретаемая на рынке, либо традиционная, выложенная из специального кирпича. В качестве водяного котла выступает обычная металлическая труба или емкость из листового металла, подключаемые к общим контурам отопления.
Когда печи с водяными контурами применяются не только для отопления, но и для горячего водоснабжения, чем существенно повышается их польза для людей. Удобно и то, что разогретые печи и дымоходы долго поддерживают тепло даже после завершения процессе отопления.
Во всей данной процедуре важно иметь твердое представление о том, как сделать водяное отопление от печки, чтобы не тратить понапрасну драгоценное время и не вкладывать капитал без получения гарантированной эффективности будущих систем.
Печи с водяными контурами: разновидности
В частном доме печное водяное отопление может изготовляться в двух вариантах:
Толщина стенок должна соответствовать предполагаемому топливу, то есть его теплотворным возможностям. Для топки дровами достаточно и трех миллиметров, а для угля – не менее пяти миллиметров. Зазор между регистрами и стенками допускается в пределах 10-20 мм. Это необходимо для нивелирования теплового расширения используемого металла и сохранения его целостности.
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.
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.
Начало строительства водяного отопления от печки
Строительным работам предшествуют проектировочные, которые требуют консультаций со специалистами. Печи обычно располагают в центральных участках домов. Выход топок – кухни либо нежилые помещения. При этом корпуса находятся в жилых помещениях. Такое расположение – гарантия эффективного обогрева сразу нескольких комнат.
Габариты печей зависят от размеров самих домов. Важно учитывать, метр площади печи – это обогрев порядка 35 кв. м. По этой норме рассчитывается ее величина в каждом конкретном случае. В некоторых случаях, правда, редко, покупаются регистры для готовых печей. Чаще приобретается сначала регистр, а потом под него определяются габариты печи.
Регистры могут изготовляться из труб либо из листового материала толщиной минимум 3-5 мм. Тонкие же быстро прогорают, а потому преждевременно требуется замена агрегата. Они устанавливаются в топливные отделения с обязательным зазором между ними и стенками, чтобы было место для компенсации температурных расширений и эффективной теплопередачи. Доступ необходим и для чистки топки, которая важна для эффективности.
Условия оптимальной работоспособности систем
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.
Правильный порядок монтажа печного отопления с водяными контурами
Габариты печей и их место расположения обычно отражается на этапах проектирования. При этом обязательно учитываются расположение межкомнатных перегородок и мебели. Большие печи требуют наличия надежного бетонного основания, способного выдерживать вес. Между основанием печи и напольным материалом должен предусматриваться отступ, снижающий вероятность возгораний.
Кладка выполняется с использованием качественного раствора и кирпича. При отсутствии опыта смесь лучше приобретать в строительных организациях. На основании необходима настилка гидроизоляционного слоя. Кирпичи замачиваются в воде и только после этого используются для выкладывания по схеме. Когда известны размеры, порядовка легко находится в Интернете.
В возводимую конструкцию закладывается регистр-змеевик, используемый потом для присоединения труб ввода и вывода теплоносителей. По одной из них горячий теплоноситель через расширительный бачок направляется в систему, а по другой – происходит его возвращение обратно к регистру. Циркуляция воды происходит благодаря наличию гравитационных сил.
Швы не должны превышать четырех миллиметров. Не допускается наличие острых углов в топливнике и дымоудаляющих каналах. Углы скругленные не будут уменьшать спокойное дымоудаление, а в топливнике будет меньше сажи.
Важные правила строительства печей
Нормативные требования к строительству и эксплуатации рассматриваемых печей заключаются в следующем:
Сложить печь самостоятельно не так уж сложно, хоть может быть, и применена готовая конструкция из металла. Не стоит, правда, забывать, что печь из кирпича имеет более эстетичный внешний вид, украшая внутренний интерьер жилищ.
Необходимо выбрать подходящий кирпич, лучшим вариантом которого является керамический красный, предварительно обожженный. Он отличается равномерным цветом. При простукивании слышится металлический звук.
Пережженный и недожженный материал использоваться не может, поскольку не будет гарантировать необходимое качество и соответствие нормам безопасной эксплуатации. Для топок, где наблюдаются самые высокие температуры, лучшим будет вариант с использованием тугоплавкого огнеупорного кирпича, который избавит от проблем при эксплуатации данного оборудования.
Установка водяного контура
Водяная система отопления эффективно работает за счет установки регистра, представляющего собой теплообменник либо котел. Его популярное название – змеевик. Ставится это изделие в топливник.
В схему такой системы входят камеры горения, зольники, герметические дверцы, очистные люки, поверхности для разогрева, инжекторы, шиберы, колосники и конвективные трубы.
При самостоятельном изготовлении емкости детали соединяются только сваркой. Для подключения труб используются муфты, фитинги и т.д. Такая конструкция гарантирует экономию на котле, поскольку материалы для него обходятся дешевле, нежели необходимо для покупки готового агрегата. Самым оптимальным вариантом является использование обычной металлической трубы с отверстиями для входов и выходов трубопроводов.
Сооружение теплообменника для дома требует определенной толщины конструкционных стенок. Если планируется использование печи, работающей на дровах, стенки могут быть и тоньше, а функционирующие на угольных брикетах – толще. Игнорирование данного требования приводит к быстрому прогоранию котлов и их быстрой, раньше установленных эксплуатационных сроков, замене. На практике это означает, что придется фактически заново собирать печь после такой замены, вкладывая дополнительные финансы.
Выводы
Рассматривая вопрос, как сделать от печки водяное отопление, зашел разговор о применение различных отопительных систем. При этом, как показывает практика, печной обогрев – наиболее популярен у нас. Распространенность объясняется использованием доступных видов топлива.
Предлагаемые современные газовые или электрические агрегаты функционируют на довольно дорогих источниках. Печки с водяным отоплением – более экономичные системы, которые несложно оборудуются собственными руками, чем также гарантируется снижение затрат.
Данное отопление основано на совмещении традиционных печей, известных у нас на протяжении веков, и современных технологий. Итогом является желаемое тепло в жилых домах, к которому всегда стремился и стремится человек.
Обогреватель этого типа – это долговечность эксплуатации без зависимости от централизованных источников. При надлежащем уходе за отопительными блоками и печами можно не беспокоиться о температурном микроклимате на протяжении многих десятилетий.
Как сделать печное отопление в частном доме с воздушным или водяным контурами
Есть много способов обогрева частного дома, связанных с использованием газа и электричества. Но несмотря на изобилие современных методов, печное отопление все еще актуально при обустройстве загородных домов и дач.
Согласитесь, ничто так не подчеркивает колорит русской избы, как печь на дровах. Кроме того, твердотопливное отопление считается одним из экономичных вариантов.
Организацию системы обогрева начинают с выбора печного оборудования и определения типа отопительного контура. Предлагаем разобраться в устройстве и принципах функционирования водяного и воздушного отопления на базе печи. Для лучшего понимания вопроса мы дополнили материал схемами и наглядными фотографиями.
Отопление с помощью воздушной системы
Причина устойчивого предпочтения, которое владельцы частных домов отдают печному варианту отопления, заключается в экономичности эксплуатации – доступности дров, топливных брикетов или угля.
Недостаток состоит в ограниченности обрабатываемого пространства, который можно исключить путем устройства водяной и воздушной системы на основе кирпичного агрегата.
Специфика устройства отопления малоэтажных зданий печью представлена в фото-подборке:
Принцип функционирования воздушного отопления на базе печи или камина заключается в передаче теплого потока, подогретого до рабочей температуры в теплообменнике или в котле. Воздух поступает либо сразу в помещение, либо через воздуховоды.
Благодаря относительно небольшому пути он не успевает потерять температуру. В результате достигается равномерное распределение тепла по дому.
Камеру для нагрева воздуха устраивают над топкой, чтобы горячая верхняя поверхность топки и дымоход передавали ей максимальное количество тепла. Циркуляция воздуха происходит естественным образом или с помощью вентиляторов.
Естественная циркуляция происходит в результате разницы плотности холодного и горячего воздуха. Холодный воздух, попадая в нагревательную камеру, вытесняет горячий в воздуховоды.
Такой способ не требует наличия электроэнергии, однако при недостаточно быстром движении воздуха через камеру нагревания он сильно раскаляется, что может вызвать проблемы.
Принудительная циркуляция происходит с применением вентиляторов или насосов. Однако нагрев помещений происходит более быстро и равномерно. При принудительной вентиляции, регулируя ее режим, можно легко управлять объемом подаваемого воздуха в различные помещения, тем самым определяя микроклимат отдельных комнат дома.
По типу подачи холодного воздуха системы делятся на две разновидности:
Понятно, что к первой группе относятся канальные системы с естественным движением воздушного теплоносителя. Ко второй относят варианты с принудительным перемещением воздуха, для движения которого необязательно устраивать сеть воздуховодов.
Основные преимущества воздушного отопления по сравнению с водяным:
Устройство контура с принудительным движением позволяет обойтись без сооружения системы воздуховодов. Вдобавок, эту разновидность можно совмещать с кондиционированием, увлажнением и ионизацией воздуха.
Если установка устройства, стимулирующего движение нагретого воздуха, не планируется, то в повышении производительности печки используются следующие способы:
Повышение КПД самопроизвольно увеличит скорость движения воздушного потока: чем быстрее нагревается воздух, тем интенсивней происходит смена остывшей и нагретой воздушной массы.
Основные недостатки воздушного отопления по сравнению с водяным:
Движение воздуха в помещении имеет отрицательную сторону – поднимает пыль, однако использование фильтров на выходе из воздуховода позволяет эффективно эту пыль отлавливать, таким образом, уменьшая общее количество пыли в доме.
Другой особенностью воздушного отопления имеющую положительную и отрицательную стороны является скорость передачи тепла. С одной стороны – помещения нагреваются быстрее, чем при отоплении с помощью водяного контура, с другой стороны отсутствует тепловая инерция – как только печь или камин гаснет, то помещение сразу начинает остывать.
В отличие от водяного отопления монтаж системы воздушного отопления не представляет никакой сложности. Все элементы (трубы, отводы, вентиляционные решетки) достаточно просто можно соединить без сварочных работ. Существуют гибкие воздуховоды, которые могут принимать любую форму, в зависимости от геометрии помещений.
Несмотря на это, системы воздушного отопления на базе печей или каминов не получили пока широкого распространения. Гораздо чаще в индивидуальном малоэтажном строительстве для обогрева помещений применяют водяной контур.
Устройство водяного отопления на основе печи
Принципы работы любого водяного отопления основаны на распределении тепла от локального источника по всему помещению, с помощью движения воды по контуру обогрева.
Основные элементы водяного отопления
Для схемы печного отопления с водяным контуром основными элементами являются:
Есть общие правила функционирования водяного отопления, такие как схемы разводки, которые хорошо известны, и которых необходимо придерживаться. Однако при использовании печи в качестве источника тепла существуют специфические требования, связанные с особенностью температурного режима.
Печи не быстро нагреваются и медленно остывают, происходит неравномерное выделение тепла и только правильная установка всех компонентов системы позволит избежать проблем с качественным обогревом помещений дома.
Виды теплообменника и способы размещения
Для изготовления теплообменника для печей применяют листовую “черную” сталь или жаропрочную нержавеющую сталь. Применение чугуна в качестве материала для производства затруднительно, но можно использовать готовые чугунные изделия, такие как чугунные радиаторы.
Возможно использование меди, которая обладает лучшей теплопроводностью по сравнению со сталью, однако цена такого устройства будет высока. Теплообменник рекомендуют изготавливать из стали толщиной от 3 мм. При больших температурах печи, возникающих в случае использования угля или, тем более, кокса необходимо применять сталь толщиной 5 мм.
Теплообменники условно можно разделить на три вида:
Рубашки из листовой стали проще изготовить и они легче в очистке от продуктов сгорания топлива, однако трубчатые конструкции имеют большую площадь нагрева. При изготовлении рубашки нужно учитывать избыточное давление воды, которое возникает при использовании мембранного бака-расширителя или подъема воды на большую высоту.
Теплообменник для водяного отопления на основе печи можно устроить из подручных материалов:
В этом случае требуется использовать сталь толщиной не менее 5 мм и дополнительно усилить стенки ребрами жесткости во избежание их деформации.
Формы трубчатых конструкций могут быть различны, однако необходимо соблюдать условие, чтобы внутренний размер труб был не менее 3 см в диаметре. В противном случае, при медленной скорости циркуляции или слишком большой температуре вероятно закипание воды.
Регистры изготавливают, как правило, из профильных, а не из круглых труб, чтобы облегчить сварочные работы.
Изготовить теплообменник необходимого размера можно самостоятельно. В этом случае повышенное внимание надо уделить качеству сварки. При возникновении протечки теплообменника вся вода выльется в печь.
Кроме того, для устранения проблемы придется проделать большой объем работы: разобрать печь, вынуть, заварить и поставить обратно теплообменник, а затем снова собрать печь.
Существует два варианта расположения теплообменника. В первом случае его размещают непосредственно в топливнике, значительно сужая его пространство. Во втором – регистры устанавливают в колпаке безоборотных печей, однако сама печь в этом случае имеет более сложную конструкцию.
При установке трубчатого типа теплообменника необходимо оставлять зазор между ним и стенкой печки. Это необходимо для лучшего нагрева теплоносителя, а также возможности чистки регистра. Чистить и рубашки и регистры периодически необходимо, так как в случае сильного засорения золой уменьшается эффективность теплообмена.
При наличии варочной плиты чистка происходит после ее снятия. Если печь имеет только отопительную функцию, то чистка происходит через топочную дверцу.
Циркуляция воды в отопительном контуре
Основные принципы организации естественной циркуляции воды в системе заключаются в моделировании “коллектора разгона” на выходе из теплообменника и в создании постоянного уклона труб контура отопления величиной 3-5°.
Общий смысл “коллектора разгона” заключается в том, что от печи нагретая вода поднимается вертикально вверх, а затем уже распределяется по контуру отопления.
Циркуляция происходит по причине разницы удельного веса холодной и горячей воды. Холодная вода тяжелее горячей, и стекая к теплообменнику, вытесняет горячую воду вверх по трубе. Точка входа “обратки” должна быть ниже выходов воды из радиаторов отопления, иначе циркуляция воды будет очень медленной или ее не будут вовсе.
Для увеличения скорости перемещения воды по контуру отопления устанавливают циркуляционный насос. Таким образом, происходит более быстрое и равномерное распределение тепла по дому. Одновременно можно использовать несколько насосов для разных контуров отопления.
При наличии скачков напряжения необходимо применять стабилизатор напряжения, так как выход насоса из строя может повлечь серьезные последствия для всей системы.
Насосы условно можно разделить на две группы относительно положения двигателя: с “сухим” ротором и “мокрым” ротором. По типу напряжения: модели, работающие от сети 220 В и насосы, функционирующие от источников питания в 12 В.
Двигатель в насосах с “сухим” ротором изолирован от погруженной в воду крыльчатки уплотнительными кольцами. По сравнению с насосами с погруженным в воду двигателем, “сухие” насосы имеют более высокий КПД.
Однако среди недостатков можно назвать высокий уровень шума, необходимость проведения регулярного обслуживания и меньший моторесурс. Поэтому в частном доме, как правило, используют циркуляционные насосы с “мокрым” ротором.
Выбор типа питания насоса зависти от возможности естественной циркуляции воды в системе. Если она невозможна без участия насоса, то выбор должен быть произведен в пользу варианта с поддержкой напряжения 12 В и источника бесперебойного питания.
Иначе, в случае отключения электричества возможно закипание воды и выхода системы из строя. Если естественная циркуляция возможна, то лучше приобрести более распространенный и дешевый вариант с питанием от сети 220 В.
При установке насоса с питанием 220 В необходимо организовать возможность функционирования системы обогрева при отключении электричества. Для этого на трубе устанавливают запорный кран, а в обход его монтируют обводную трубу с насосом (так называемый “байпас”).
На обводной трубе перед насосом устанавливают кран-фильтр, а после – запорный кран. Регулируя положение запорных кранов на основной и обводной трубах, можно включать режим принудительной и естественной циркуляции.
Как правило, насос устанавливают на “обратке” возле печи, чтобы температура жидкости, которая будет проходить через устройство, была наименьшей. Это значительно продлит срок службы насоса.
Кроме того, необходимо размещать максимально возможное количество элементов управления системы отопления в одном месте, чтобы в случае возникновения аварийных ситуаций можно было быстро принять меры для их устранения.
Правила использования расширительного бака
Жидкость при нагреве расширяется, и если это будет происходить в замкнутой системе, то сильно возрастет давление внутри нее, а рост давления чреват прорывом воды. Использование предохранительного клапана нецелесообразно, так как после остывания воды и уменьшения ее объема в систему будет запущен воздух.
Поэтому в отопительных контурах с принудительным движением воды используют специальные расширительные баки, которые бывают открытого или закрытого типов. Их объем рассчитывают, исходя не только из максимального теплового расширения жидкости (5-7%), но и с учетом возможности закипания системы.
Бак открытого типа оснащает водяной контур печного отопления гравитационного типа, то есть с естественной транспортировкой теплоносителя. Представляет собой металлическую емкость произвольной формы, расположенной на самом верху отопительного контура. Он напрямую сообщается с атмосферой, из-за чего частично испаряется теплоноситель.
Трубопровод подключается к дну или нижней четверти бака, а к верху него приваривается патрубок для отвода воды в случае перелива и осуществления выхода воздуха из системы. Практика показывает, что объем бака открытого типа должен составлять не менее 15% от объема воды в системе отопления.
Бак закрытого или мембранного типа представляет собой закрытый сосуд с мембраной внутри. Вода, нагреваясь, увеличивает давление, растягивает мембрану и поступает в бак.В случае превышения давления срабатывает автоматика, и излишек теплоносителя сбрасывается в канализацию.
После первого сброса обычно больше не возникает причин для его повторного производства, так как объем теплоносителя становится равным объему системы.
Закрытый мембранный бачок монтируют перед насосом. Такая емкость, в отличие от бака открытого типа, не может избавляться от воздуха сама, поэтому наверху контура отопления необходимо установить кран Маевского (механический воздухоотводчик) или его автоматический аналог.
Единственный элемент мембранного бака, который со временем может выйти из строя – мембрана, поэтому лучше покупать бак с возможностью ее замены.
При покупке бака закрытого типа, который иногда называют гидроаккумулятором, главное не перепутать его с гидроаккумулятором для водоснабжения.
Для мембранного бака, который используется в отоплении, рабочая температура имеет значение до 120°С, а давление – до 3 Бар. Для водоснабжения используют баки с температурой до 70°С и давлением до 10 Бар.
Выбор между трубами и радиаторами
В качестве водяного контура при печном отоплении можно использовать систему пластиковых труб с радиаторами (батареями) или систему металлических труб. Основное преимущество применения радиаторов заключается в том, что они красивее выглядят по сравнению с массивными воздуховодами.
Пластиковую разводку можно без труда спрятать в пол, так как она не отдает тепло. Хотя по правилам разводка водяного отопления должна быть открытой. Однако у полимерных трубопроводов есть ограничения: их нельзя прокладывать там, где есть вероятность оплавления и прямого действия УФ.
Преимущество металлических труб заключается в более низкой цене всего отопительного контура, простоте монтажа и реже возникающими проблемами при эксплуатации системы.
Значимым преимуществом системы с радиаторами является простота регулировки температуры. Даже самые точные расчеты температурного режима помещения могут быть скорректированы. Например, маленькому ребенку до 6 месяцев рекомендована температура 19-21°С, в то время как комфортной температурой в остальном доме считают 25°С.
Чтобы обеспечить такую температуру в течение длительного периода времени в комнате надо полностью или частично закрыть кран подачи тепла к одному из радиаторов. В случае металлической трубы вопрос тоже можно решить, но более сложным способом: уменьшить теплоотдачу сегмента трубы с помощью пенополиуретановой или фольгированной скорлупы.
Еще одним вариантом отопительного контура может быть водяной теплый пол. Это очень комфортный по ощущению человека вид подачи тепла, однако монтаж теплого пола значительно более трудоемкий, чем рассмотренные ранее варианты.
К тому же при использовании теплого пола нет возможности обеспечить уклон для естественной циркуляции воды, что в сочетании с небольшим диаметром труб теплого пола приводит к обязательному условию применения циркуляционного насоса.
Предотвращение перемерзания системы отопления
Использование воды в качестве теплоносителя имеет один минус – в случае перемерзания системы отопления повредится трубопровод и приборы. Особенно сложно восстановить в этом случае теплообменник, интегрированный в печь.
Это проблема актуальна для домов, которые в зимний период могут не отапливаться длительное время. Один из способов предотвратить повреждение системы – использовать вместо воды антифриз, предназначенный для отопительных систем.
Для жилых помещений в качестве антифриза используют жидкости на основе пропиленгликоля, как нетоксичного вещества в отличие от этиленгликоля.
Однако у идеи использования антифриза существуют свои минусы:
Для антифриза систему отопления необходимо рассчитывать заранее – использование его в проектах, реализованных для воды довольно проблематично.
Причем проект с применением антифриза будет значительно дороже, чем система водяного отопления. Поэтому его использование пока не получило широкого распространения в частных домах при печном отоплении, а для предотвращения перемерзания используют другие методы.
Слив воды из контура и рубашки или регистра печи является наиболее частым решением проблемы при длительном отсутствии хозяев дома. Помимо дополнительной работы к минусам этого метода нужно отнести доступ воздуха к металлическим элементам системы с внутренней стороны и, как следствие, распространение коррозии.
Также в качестве решения проблемы на короткий промежуток времени, применяют интеграцию в отопительный контур электрического котла небольшой мощности. Его работа на минимальном уровне потребления энергии в состоянии временно поддержать положительную температуру воды.
Выводы и полезное видео по теме
Рабочая система отопления на основе печи и водяного контура в частном доме, площадью 80 квадратных метров:
Подача тепла в систему отопления от печей и каминов происходит порционно, что усложняет задачу расчета параметров элементов отопительного контура. Проводить работы по переделке контура довольно проблематично, поэтому при недостатке опыта в этой сфере лучше обратиться к специалистам, имеющим навыки решения таких задач.
У вас есть опыт в организации печного отопления? Или вы так обогреваете свой дом и хотели бы поделиться впечатлениями от эксплуатации печи? Пожалуйста, оставляете комментарии и задавайте вопросы. Форма обратной связи расположены ниже.