Вопрос обогрева в зимний период времени остро встает перед каждым, кто планирует возвести собственный загородный дом. Электрическое оборудование для большинства потребителей слишком дорого обходится, а подключение к сети газоснабжения далеко не везде представляется доступным. В данном случае альтернативой станут хорошо знакомые печи для дачи на дровах, которые уже на протяжении многих столетий не теряют своей актуальности.
В зависимости от нужд, потребители могут выбрать печное оборудование с водяным контуром различной мощности. Существуют печи, укомплектованные баком для хранения древесных гранул, а также механизмом автоматической подачи пеллет. Он представляет собой шнековый конвейер или пневматическое устройство.
Современные печи для дачи на дровах оборудованы системой регулирования, которая позволяет устанавливать оптимальный режим работы, обеспечивающий конкретную температуру на определенный промежуток времени. При небольшой нагрузке загрузку топлива и очистку от золы необходимо делать не часто.
Если для различных бытовых нужд требуется большой объем воды, рекомендуется приобретать агрегаты, в которых на нужды отопления уходит 10 % тепла, а на нагрев воды - 90 %, которая впоследствии будет направляться в отопительную систему или в накопитель.
Различают печи с водяным контуром, которые оснащены системой принудительной вентиляции, программирующей автоматикой и пультом дистанционного управления.
Такое оборудование можно назвать универсальными обогревающими устройствами, совмещающими одновременно функции титана и котла. Благодаря этому водяное отопление от печи на дровах является идеальным вариантом для загородных домов, дач и коттеджей.
Классическая печь состоит из следующих основных элементов:
В процессе работы печного агрегата происходит нагрев всех четырех стен конструкции. В качестве источника тепла можно использовать брикеты или дрова. Основным материалом для возведения печи является красный кирпич.
Агрегаты с водяным контуром укомплектованы встроенным в топку или канал дымохода теплообменником. Существуют модели, способные функционировать в режиме циркуляции пара.
Печь для отопления на дровах может изготавливаться из котловой стали, чугуна, рассчитанных на работу в условиях высокого давления пара. Данные устройства используют как в качестве дополнительного оборудования, так и в качестве основного источника тепла.
Внутри печного агрегата установлен теплообменник. По каналам резервуара нагревания перемещаются разогретые газы, передающие тепло жидкости. Печь с котлом в своей конструкции может иметь одновременно несколько резервуаров, что позволяет существенно увеличить ее КПД. Вода нагревается в одном резервуаре, при усиленном нагревании во втором происходит процесс парообразования.
Чтобы обогреть большое здание с традиционным печным отоплением, потребуется несколько печей, при этом расход угля или топлива будет довольно высоким. Поэтому более экономным и альтернативным вариантом станет печь для водяного отопления дома на дровах, оборудованная вмонтированным в топку специальным водогрейным котлом. Даже при сильных морозах для такой отопительной системы хватит двухразовой растопки печи.
Такие устройства способны подогревать здание даже в перерывах между топками. В процессе остывания трубопроводы еще в течение 5-6 часов отдают свое тепло, тем самым они осуществляют подогрев без расхода топлива. Водяное отопление от печи на дровах имеет КПД 80-85 %.
К примеру, возьмем печь с железным котлом высотой 35 см, шириной 48, длиной 75 см и водяным контуром размером 1020 х 1020 мм. В таком случае КПД печного агрегата при условии правильной эксплуатации может достигать порядка 85 %. При двухразовой топке теплоотдача печи составит 6500 ккал/ч (7600 Вт), а теплоотдача котла - 15 000 ккал/ч (17 500 Вт).
Если подсчитать общую теплоотдачу печи на дровах с баком для воды и котлом, получится около 21 500 ккал/ч (25 000 Вт). Использование такого варианта отопления при сильных морозах позволит обогреть помещение размером до 300 м 2 .
Большая теплоотдача печного агрегата достигается благодаря нагреву поверхности водяного котла. Корпус металлического резервуара омывается со всех сторон горячими газами. При этом также хорошо нагревается внутренняя поверхность отопительной камеры, что позволяет поддерживать в нагретом состоянии водяной котел в перерыве между топками (примерно 7-8 часов).
Таким образом, по сравнению с обычными твердотопливными котлами, водяное отопление от печи на дровах обходится значительно дешевле.
Несмотря на появление невероятного количества предназначенных для отопления помещений технических новинок, владельцы частных домов отдают предпочтение печному оборудованию. И на то есть множество существенных причин.
Как уже было сказано выше, водяное отопление от кирпичной печи на дровах - это довольно опасная конструкция. Поэтому разработку проектной документации рекомендуется доверить специалисту, который учтет все тонкости.
В первую очередь следует определиться с функциональными возможностями будущего печного агрегата. Будет ли он использоваться только для нагрева воды или еще для других целей. Как правило, кирпичная печь для водяного отопления выполняется совместно с варочной поверхностью, что является актуальным для загородных домов.
Дополнительно следует выполнить сложную систему дымоходов. В процессе прохождения по ним горячих угарных газов стенки будут нагреваться, а тепло поступать в помещение. Они могут занять порядка 70 % от объема печи, что не всегда представляется возможным для небольших домов.
Главным компонентом водяного отопления от печи является теплообменник. Данный элемент осуществляет передачу тепловой энергии от сгорания топлива (угля, дров) теплоносителю. Теплообменник располагается в задней части топочной камеры.
Выбрав наиболее подходящую схему, можно приступить к строительству. Оптимальным вариантом станет приобретение готовой стальной модели, которую впоследствии можно обложить защитным огнеупорным кирпичом в 1 слой. Однако если требуется большой мощный агрегат, рекомендуется его сделать самостоятельно.
Строительство печи начинается с устройства фундамента. Важно, чтобы он не был привязан к фундаменту дома. Для этого в грунте заливается бетонная стяжка, ее высота не должна превышать уровень пола более чем на 5-7 см. Только после этого можно приступать к возведению конструкции.
Для зольника и топочной камеры желательно использовать огнеупорный Для облицовки можно выбрать обычный силикатный кирпич, так как для него характерна хорошая теплоемкость.
Печь с водяным контуром признана универсальным решением для загородного жилья, которое нуждается в качественном отоплении.
Активная циркуляция в теплообменных системах нагретой воды обеспечивает обогрев нескольких помещений.
В роли таких теплообменных систем чаще всего выступают радиаторы.
Владельцы печи, имеющей водяное отопление, благодаря принципу радиаторного отопления, получают возможность обогреть полностью всю дачу или коттедж.
Отопительные приборы, имеющие теплообменник, значительно снижают расходы на топливо и оперативно нагревают помещения.
Если планируется использовать печное водяное отопление, то следует учитывать тот факт, что если такую печь в сильные морозы не топить, то за очень короткий промежуток времени может возникнуть угроза замерзания теплоносителя.
Поэтому, если в доме не предусмотрено постоянное проживание, специалисты рекомендуют в дистиллированную воду добавлять специальные присадки. Такие присадки обеспечат системе необходимую защиту от замерзания.
Данный вид печей, обеспечивая полноценное отопление, позволяет сократить расходы, связанные с обогревом.
Данный факт является наиболее актуальным для домов, достаточно большой площади. Даже, если учесть дополнительные денежные расходы, связанные с покупкой кранов и радиаторов, приобретение печи водяного отопления достаточно быстро себя оправдывает.
Установив печь, имеющую водяной контур, владелец дома обретает полную уверенность в том, что он будет постоянно находится в тепле.
Сама по себе дровяная печь с водяным контуром является стальной топкой, имеющей стенки толщиной в 4-6 миллиметров. Между стенками такой печи проходят трубки теплообменника.
В системе теплоносителя зачастую используется около сорока литров воды, которая циркулирует по трубкам теплообменника и нагревается за счет энергии, высвобождающей при сгорании твердого топлива.
Дровяные печи, имеющие водяное отопление, устанавливаются в любом подходящим месте, которое должно отвечать элементарным необходимым правилам пожарной безопасности.
Каминная система позволяет обогревать достаточно большие помещения, при этом не нарушая его дизайн.
При выборе печи каминного типа, следует учитывать его главный параметр — мощность топки, которая напрямую зависит от размеров камеры сгорания, то есть, чем в топку больше помещается топлива, тем соответственно мощность выше.
Зачастую в паспорте каминной топки указывается три величины:
Самой важной и точной из них является номинальная мощность, которая вычисляется в течении некоторого количества времени экспериментальным путем.
Для отопления 10 квадратных метров жилого типичного помещения, имеющего высоту потолков не более 2,5 метров, достаточно одного киловатта мощности.
Учитывая данные параметры, можно с легкостью подсчитать для конкретного дома необходимую мощность топки.
Не стоить забывать и такой факт, что при постоянном и долгом использовании печи на максимальной мощности, срок ее службы значительно сокращается.
Булерьян считается оригинальной системой обогрева с использованием древесного топлива. Данная печь на иных горючих материалах, исходя из процессов физико-химических, на которых базируется само ее устройство, попросту не будет работать.
Поэтому, перед тем, как установить такую печь, сначала нужно подсчитать доступность дров или иных древесных материалов, а также их стоимость.
Устройство булерьян-печи с водяным контуром простое, и в то же время необычное.
Корпусом печи является цилиндр, который напоминает обыкновенную бочку и состоит из двух уровней:
Наличие изогнутых воздушных труб особым образом является особенностью устройства данной печи, при этом трубы проходят через центр топки.
Естественной конвекцией обеспечивается разница давления — холодный воздух на подаче, раскаленный чуть выше — в центре топки. Создается быстрый поток воздуха, направленного вверх.
Булерьян, без помощи вентиляторов, сам нагнетает в помещение окружающий воздух.
Эффективность отопительных печей с водяным контуром, как булерьян, определяется наличием теплопередачи, теплообмена и конвенции.
После того, как разогреется нижняя часть топки, весь объем данной печи загружается топливом, затем закрываются заслонки и дверки. После этого, собственно, начинается рабочий режим печи - тление.
Продолжаться такой режим может без перезагрузки камеры сгорания до двенадцати часов. В процессе тления образуется древесный газ, который при сгорании выделяет гораздо большее количество энергии, нежели дрова.
В результате из труб обвязки температура воздушного потока может достигать сто двадцати градусов Цельсия.
Кирпичные печи, имеющие водяное отопление, конструктивно могут быть автономными источниками тепла, а также могут работать совместно с централизованной отопительной системой.
Кирпичная печь с водяным контуром (каменная печь с водяным контуром) зарекомендовала себя как достаточно надежный источник тепла.
При этом встроенный водяной контур выполняет задачу дополнительного теплогенератора.
Можно сказать, что это дровяная печь, но имеющая расширенные возможности по теплопередаче.
Такая печь, совмещенная с водяным отоплением может обогреть около ста квадратных метров площади. При этом всегда будет присутствовать в доме оптимальная температура и затраты будут минимальны.
По своей конструкции, сама печь может быть отопительной или варочно-отопительной. При выполнении кладки печи, помощью разных конструктивных решений, добиваются максимального контакта горячих газов с котлом.
Водяные встроенные котлы повышают коэффициент полезного действия такой системы отопления до 85 процентов.
При особо суровых климатических условиях, например, северные территории, достаточно всего пару топок в день, чтобы данная печь поддержала комфортные условия в загородном доме. Такая отопительная система экономична и проста в эксплуатации.
Использование современных средств контроля и автоматики поможет регулировать температуру в помещениях на оптимальном уровне. При этом оптимизируется работа самого котла, что позволяет продлить срок службы всей системы в целом и достаточно снизить затраты.
Чугунные печи с водяным контуром перед стальными обладают определенными преимуществами.
Чугун является прочным материалом, отличающийся особо высокой стойкостью к температурным перепадам, поэтому изделия, изготовленные из него при высоких температурах подвержены деформации в меньшей степени, нежели стальные.
Так же у них срок службы более продолжителен, если опять сравнивать со стальными. Связано это со многими факторами.
Чугунные печи аккумулируют тепла больше стальных приблизительно на восемь процентов, при одинаковой массе. Обусловлено это тем, что удельная теплоемкость стали ниже удельной теплоемкости чугуна.
Коэффициент теплопроводности у чугуна также больше этого же показателя для стали, поэтому количество тепла от печи из чугуна при равных условиях почти в 1,5 раза передается быстрее, нежели от стальной топки.
Также стоит отметить то, что от чугунной печи тепловое излучение превышает тот же самый показатель стальной печи, нагретой до этой же температуры.
В конструкциях таких печей предусмотрена, так называемая «водяная рубашка», которая изготовлена из листов стали соединенных сваркой и покрытых стойкой к высоким температурам, специальной краской.
Печи с водяной рубашкой имеют четыре ножки, у каждой из которых есть регулировочный винт, служащий для того, чтобы точно выравнивать агрегат при монтаже печи с водяным контуром.
Также в конструкции есть возможность подачи с улицы воздуха, для чего в неё вварен стальной патрубок в корпус.
На дверцы каждой модели установлены специальные жаростойкие стекла.
Абсолютную герметичность закрытой топки осуществляется индивидуальной подгонкой к корпусу дверцы, что исключает необходимость использования уплотнительных шнуров.
В топку воздух поступает как через регулируемые отверстия, так и через небольшие специальные зазоры внизу и вверху стекла, тем самым создавая воздушный барьер, который значительно уменьшает отложение сажи на стекле.
Также предусмотрены дожигание газообразных не сгоревших продуктов пиролиза древесины и подача вторичного воздуха.
Эксплуатация чугунной печи с водяным контуром имеет кое-какие особенности.
К примеру, эксплуатация таких печей категорически запрещается при условии, если в отопительной системе отсутствует вода. То есть, необходимо в расширительном открытом баке предварительно проверять уровень воды, при отсутствии его пополняют.
Устройства, имеющие водяной контур для печи, часто снабжены автоматикой, которая управляет воздушной заслонкой при изменении температуры воды в водяном контуре.
Мощность чугунных печей с водяным контуром устанавливается экспериментальным путем на заводе. Принято условно считать, что для отопления помещения, имеющего площадь около десяти квадратных метров и при высоте потолка три метра, достаточно тепловой мощности в 1кВт.
Если вам нужно отопить одну комнату, то вам вовсе необязательно подключать радиаторы к водяному контуру. Можете приобрести обычную . И у вас дома станет красиво и тепло
А рассмотрены варианты печи-камина с водяным контуром.
«…У меня от Меты стоит угловой камин «Амур», который работает очень прилично, но равномерного тепла по всему дому добиться сложно. Так как не все хорошо работает, хочу все переделать, а старый камин продать. Провести трубы, а также установить радиаторы, есть и моральная и техническая возможность. Обязательно нужен расширительный бак, принудительная циркуляция, ну и еще некоторые тонкости…»
Кирилл, 35 лет.
«…Из своего опыта могу сказать, что печи, имеющие водяной контур, хорошая вещь для тех, кто живет постоянно в загородном доме. Если заливать незамерзающую жидкость, тогда даже в слишком сильный мороз с трубами ничего не случится. Но, установка таких печей достаточно сложное и дорогое мероприятие…»
Анна Михайловна, г.Сызрань
«…Печь котел с водяным контуром одна из лучших — проверено на практике. Быстро нагревается, тепло держит достаточно долго, а по цене не так уж и дорога. Её монтаж много времени не займет. Также она не прихотлива к топливу…»
Михаил, 32 года, г.Омск.
Тепло в доме - один из самых важных факторов уюта и комфорта. В наше время существует множество способов обогрева дома, и каждый год этот список пополняется новыми технологиями и разработками. Однако старые и проверенные методы не уходят на второй план. Печное отопление с водяным контуром - один из старых и проверенных способов создать в доме тепло и уют. Он совмещает в себе преимущества сразу двух способов: печного и водяного отопления, что значительно повышает КПД. В этой статье вы найдете необходимые схемы и руководства для сооружения такой печи своими рукам.
Для обычного печного отопления характерно неравномерное распространение тепла - около самой печи всегда сильный жар, а чем дальше от печи, тем прохладнее. Водяной контур дает возможность равномерно распределить тепло, вырабатываемое печью, по всей площади дома. Тем самым с помощью одной печи отапливается сразу несколько комнат дома. Такая печь работает по принципу твердотопливного котла, но кроме разогрева теплоносителя и водяного контура, печь нагревает еще стенки и дымовые каналы, играющие немалую роль в отоплении.
Строительство отопительной печи с водяным контуром
Основным элементом конструкции является теплообменник, называемый чаще всего змеевиком. Он устанавливается непосредственно в топливник, а уже к нему подключается вся система водяного отопления.
Дает возможность не только более рационального использования энергоресурсов благодаря равномерному распределению вырабатываемой тепловой энергии по помещению, но и существенно повышает производительнос ть печи. Подобные конструкции успешно сочетают в себе лучшее, что есть в водяном и печном вариантах обогрева.
Главным недостатком классического печного отопления является неравномерное распределение тепла – у самой печи температура очень высокая, но по мере отдаления от отопительного прибора, воздух в помещении прогревается все хуже. Водяное отопление со змеевиком, установленным в дымоход или топливник, дает возможность более рационально расходовать топливо, ведь тепло распределяется равномерно, поэтому допустимо отапливать не одну комнату, а сразу несколько. Да и сама печь может оснащаться варочной панелью.
Другими словами, печь становится некой разновидностью агрегата на твердом топливе, а единственное отличие в том, что нагревается не только теплоноситель, но и дымоход, а также стенки прибора (они тоже принимают участие в обогреве). Такой тип отопления обеспечит передачу тепловой энергии от регистра к батареям на время топки, а в остальное время ее будет передавать разогретый корпус. Самый дешевый способ отопления на твердом топливе, т. к. необходимости в покупке дорогостоящего «заводского» котла в данном случае нет.
Обратите внимание! Основным минусом считается тот факт, что теплообменник (его еще называют регистром, змеевиком и даже котлом) значительно снижает полезный объем топливника. В целях компенсации этого теплообменник подготавливается заранее, а уже на его габариты ориентируются при кладке. Но если прибор будет вмонтирован в уже работающую печь кратковременного обогрева, то остается лишь чаще загружать дрова во время топки.
Во втором варианте топливник будет нагреваться несильно, поскольку практически вся энергия будет уходить на разогрев регистра и находящейся в нем рабочей жидкости. Горячей будет лишь верхняя часть теплогенератора, в которой расположены дымообороты.
Обратите внимание! Если в зимнее время в помещении живут непостоянно, то может возникнуть риск замерзания жидкости в системе. По этой причине нужно либо использовать антифриз, либо вовсе не использовать водяной контур.
С этим можно справиться своими силами при наличии опыта печных работ либо как минимум кладки кирпича. Первое, что вы должны сделать, – подготовить регистр. Можете купить уже готовым или же изготовить собственноручно из листов стали или труб, руководствуясь одной из предложенных ниже инструкций.
Для устройства такого рода отопления в топочную камеру устанавливают регистр и подключают последний к контуру. Существует много конструкций регистров, но все они должны обеспечивать максимальный нагрев рабочей жидкости и хорошую ее циркуляцию.
Более просты в изготовлении змеевики из листовой стали (толщина – от 3 до 5 мм), да и очищать их от сажи намного легче. Но площадь их нагрева, если сравнивать с трубными изделиями, меньшая.
Зачастую теплообменники изготавливаются мастерами, специализирующим ися на отопительных системах. Но при наличии навыков работы со сваркой с этим можно справиться и своими силами. Как вариант – можете подготовить требуемые детали, а сварочные работы доверить опытному сварщику.
Схема одного из самых эффективных вариантов теплообменника для печи приведена ниже. Его использование целесообразно в конструкциях с варочными поверхностями, поскольку он позволяет поставить над собой плиту для приготовления еды.
Чтобы упростить процесс изготовления, можете несколько изменить конструкцию: вместо П-образных труб ø5 см применить профильную трубу 6х4 см. В таком случае вырезать отверстия для вертикальных труб будет намного проще, равно как и провести сварочные работы. Сами вертикальные трубы можете оставить круглыми, а можете использовать вместо них прямоугольные – 3х3 см либо 4х4 см.
Если регистр будет устанавливаться в печь без варочной поверхности, то к верхней П-образной трубе можно приварить еще несколько горизонтальных трубок ø3-4 см в целях повышения КПД регистра. Есть и другой вариант – изготовить конструкцию из Г-образных труб, показанную на изображении ниже.
Здесь вода из отопительной системы будет подаваться в нижнюю часть прибора (диаметр труб – 4-5 см, толщина стенок – порядка 4 мм), нагреваться и постепенно подниматься по вертикальным трубкам такого же сечения в верхнюю коллекторную трубу, из которой, соответственно, обратно в магистраль.
Эта конструкция используется в отопительных печах. Для ее изготовления потребуется:
Обратите внимание! Вы можете изменить длину прибора, если того требуют размеры топливника.
Визуально это сплошная П-образная конструкция их листового металла. Теплообменные поверхности в ней – это все внутренние стенки.
Есть и другой вариант изготовления регистра из листов стали – сделать его без верхней полки, оставить только боковые, соединенные в верхней и нижней части прямоугольными трубами 4х6 см или круглыми ø5 см (этот вариант называют «книжкой»). Хотя во фронтальной части изделия можно использовать и меньшие трубы в целях улучшения циркуляции.
Отметим также, что при желании водяную рубашку можно установить даже в русскую печь. Итог всегда будет один – повышение КПД и равномерное распределение вырабатываемого тепла.
Вариант «книжка»
Если печь будет ложиться с нуля согласно размерам регистра (этот вариант предпочтительнее), то советуем ознакомиться со статьей о строительстве печи своими руками – в ней детально описан каждый из этапов. Мы же рассмотрим только самые важные моменты.
Строительство печи начинается с основания. Прежде всего, выройте котлован и уложите в него «подушку» из щебня или битого кирпича. После этого уложите кирпич двумя-тремя рядами, используя цементный раствор и по остывании последнего настелите поверх основания рубероид для гидроизоляции. Важно, чтобы фундамент выступал на несколько сантиметров над поверхностью пола.
Особое внимание следует уделить приготовлению песчано-глиняног о раствора. Этот процесс состоит из нескольких этапов и занимает не один день.
Этап 1. Подготовьте глину, желательно синюю. За несколько дней до начала работ замочите ее в воде в соотношении:
Регулярно помешивайте раствор и по необходимости добавляйте воду.
Этап 2. Подготовьте песок, в идеале – горный, кристаллический, но также можете взять и речной. Вначале очистите песок – поместите его в воду и отстаивайте минимум два дня. Время от времени сливайте мутную воду, пока она не станет чистой.
Этап 3. Далее оборудуйте на бойке своего рода грядку из песка и сухого цемента, перелопачивайте ее, пока не образуется однородная смесь. Затем засыпьте ее в предварительно подготовленную емкость и залейте раствором, чтобы в итоге она (смесь) была как густая сметана. Для повышения плотности добавляйте соль (1 кг на 10 л воды).
Этап 4. Остается лишь проверить качество раствора, его пластичность. Можете для проверки зачерпнуть раствор мастерком и положить на кирпич. И если при этом раствор будет приставать к инструменту, то добавляйте еще песка с водой. А если раствор ложится плохо, то добавляйте глину.
Более детально с процедурой кладки и порядовкой можете ознакомиться при прочтении упомянутой выше статьи.
Если печь уже готова, то может быть несколько вариантов установки теплообменника.
Установка прибора в топливник. Она может выполняться как с разборкой конструкции, так и без нее (если прибор отопительно-варо чный, а плита установлена таким образом, что ее можно снять без демонтажа кладки). Со вторым способом никаких трудностей не возникнет, а вот при разборке они могут возникнуть. Хотя если нарисовать расположение каждого кирпича в рядах, которые планируется разобрать с целью дальнейшего восстановления кладки, то вы вполне сможете справиться со всем своими силами.
Обратите внимание! Если при этом какие-то кирпичи были разрушены, то замените их изделиями того же типа и качества.
Как уже отмечалось, многие специалисты уверены, что регистр должен располагаться вне топливника. В идеале его нужно расположить в колпаковом дымоходе, после чего приварить один конец прибора к подаче горячего теплоносителя в систему, а второй – к «обратке».
Водяной контур в нашем случае сооружается так же, как для твердотопливных котлов, единственное отличие заключается лишь во входном отверстии регистра – оно расположено выше, чем в котле. Помните об этом при монтаже трубопровода.
Обычно с печами устанавливают двухтрубные системы как с верхней, так и с нижней разводкой. В самой верхней точки устанавливается расширительный бак.
Если вы выбрали этот вариант, то устанавливайте трубы с предельно возможным уклоном (хотя бы 4-5ᵒ), причем на подаче, непосредственно у выхода из теплогенератора, создайте так называемый коллектор разгона – поднимите трубу вертикально на 100-150 см, после чего опустите с наклоном в сторону батарей. Благодаря этому эффективность циркуляции заметно повысится.
Она увеличивает производительнос ть отопительной системы примерно на 25-30%, вам потребуется лишь врезать циркуляционный насос в отопительную магистраль. Хотя отопление печью с водным контуром исключительно с такой циркуляцией небезопасно, поскольку в случае прекращения подачи электричества прибор не будет работать и рабочая жидкость закипит.
Оптимальный вариант – это комбинация обоих типов циркуляции: наклон трубопровода соблюдайте такой же, как описан выше, но при этом врежьте и насос. В таком случае даже при перебоях с электроэнергией система продолжит работать. Схема комбинированной циркуляции приведена ниже.
Комбинированная циркуляция. 1 — котёл; 2 — радиаторы (батареи) отопления; 3 — расширительный бак или гидроаккумулирующая ёмкость; 4 — фильтр; 5 — кран; 6 — циркуляционный насос
Двухтрубная система отопления. 1 — теплообменник (регистр, котел); 2 — расширительный бак; 3 — коллектор разгона (при естественной циркуляции); 4 — духовой шкаф или водогрейный бак; 5 — подающая магистраль; 6,7 — запорная арматура; 8 — обратка; 9 — радиаторы; 10 — циркуляционный насос
Вариант «книжка»
Во многих частных домах приоритетным остается отопление дровами и печи. У кого-то печь металлическая, у кого-то кирпичная, но объединяет их одно — не самый удобны это вид обогрева. Слишком много внимания и мало комфорта. Выход — печное отопление с водяным контуром.
Печное отопление с водяным контуром — возможность объединить традиции и комфорт
Для начала давайте разберемся в терминологии. Когда говорят «печь», чаще всего имеют в виду отопительный прибор, сложенный из кирпича, который топится дровами. Но часто так называют и металлическую печь на дровах или на угле. Принципы работы у кирпичных и металлических агрегатов одинаковый, меняется способ передачи тепла. У металлических больше конвективная составляющая (большая часть тепла переносится воздухом), у кирпичных преобладает тепловое излучение — от стенок печи и нагретых стен дома. В нашей статье речь в основном о кирпичных печах, но большую часть информации можно применить и к металлическим дровяным (угольным) агрегатам. Печное отопление с водяным контуром может быть сделано на основе печей любого вида.
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:
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:
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.
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.
Есть два типа систем водяного отопления: с принудительной и естественной циркуляцией (ЕЦ). Отопление с естественной циркуляцией энергонезависимое (электричество для работы не требуется), 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.
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 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
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.
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
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.
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).
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. За это время нужно чтобы печь успела нагреть всю воду в аккумуляторе тепла. Потому расчет площади теплообменника ведется по суточному количеству тепла, необходимого для возмещения теплопотерь.
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.
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.
Только не забудьте, что теплоемкость воды и антифриза сильно отличается. Аккумулятор с антифризом в качестве теплоносителя должен быть значительно больше, чем емкость для воды (в той же системе).
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.
Правильнее, конечно, строить печь вокруг изготовленного регистра. Но, если печь уже стоит, в нее все-таки можно встроить водяной контур. Правда, придется хорошо постараться — они имеют немалые размеры а еще должны каким-то образом держаться. Так что задача не из простых. Кроме того не стоит забывать, что придется еще делать два вывода — для подключения подающего и обратного трубопровода.
Оптимальный вариант — сделать водяную рубашку под форме печи (этот — для металлической с конфорками)
Место для расположения регистра найти тоже не очень просто. Очень нежелателен его прямой контакт с огнем, но должен находится в среде горячих газов. В этом случае можно надеяться на то, что прослужит теплообменник долго.
