Как сделать отопительно-варочную печь с котлом водяного отопления

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления является отличным вариантом для частного дома или бани. Устройство экономично в использовании, имеет высокую производительность и теплоотдачу. Это позволяет обогревать помещение с небольшой площадью за относительно короткое время. Отопительно-варочную печь с котлом водяного отопления можно сделать самостоятельно, без привлечения специалистов.

Печь с водяным контуром достаточно быстро нагревает помещение благодаря теплоносителю. Это может быть вода или другая жидкость, которая движется в системе. Нагревается она теплом от самой печки. Таким образом и функционирует система.

Чтобы система могла работать, в обязательно порядке необходимо устанавливать металлическую ёмкость, которая будет выполнять функции теплообменника. Выглядит она как обычный резервуар со штуцерами с подведёнными к ним трубкам. Современные прототипы таких устройств делаются из металла и огнестойкого кирпича, может оснащаться различными декорациями сверху, цветной плиткой и т. п.

Конструкция может выполняться двумя способами:

1. 1. Теплообменник находится в топке. Такая конструкция предназначена для обогрева больших площадей, отличается продолжительной работой и долговечностью. Но есть и недостатки. К ним можно отнести близкое расположение к огню, что способствует прогоранию металлических частей. Если не очищать дымоход от сажи, то КПД постоянно будет падать.
2. 2. Теплообменник в дымоходе. Простота в использовании и эксплуатации, высокая производительность и продолжительный срок службы у этого агрегата тоже есть. Но обогреть большие помещения вряд ли удастся с помощью такого устройства.

Для автономной системы отопления с использованием печки применяют два вида теплообменников: плоские и трубчатые. И у первых, и у вторых есть свои преимущества и недостатки.

Теплообменники плоского типа являются практическим вариантом для загородных домов, бань, коттеджей и т. п. Их изготовление очень простое, ровно так же, как и эксплуатация. Устройства имеют и вертикальное, и горизонтальное расположение. КПД на высоком уровне. Благодаря плоской конструкции устройства вода быстро нагревается, а её количество довольно большое для того, чтобы отопить дом или принять водные процедуры.

Существенным недостатком конструкции является низкий уровень теплоотдачи от стен печи. Устройство в виде буквы П устанавливается по всему периметру печи, поэтому эффективность такой конструкции небольшая. Целесообразно устанавливать её только тогда, когда печкой пользуются постоянно для варочных или других целей. Тогда комната будет успевать прогреваться.

Решить проблему можно двумя путями. Как вариант, делается расширение верха самой печки, и теплообменник устанавливает прямо на неё или расширяется дымоход.

Трубчатый теплообменник отличается от плоского монтажом и размерами самой конструкции. Основным преимуществом является возможность лёгкого демонтажа и проведения профилактических работ.

Печной теплообменник трубчатого типа изготавливается из бесшовной трубы. Это обеспечивает надёжность и долговечность работы конструкции. Она имеет ещё и достаточно большой уровень безопасности.

При конструировании и изготовлении теплообменника трубчатого типа нужно помнить, что его форма должна точно повторять форму печного проёма — так можно добиться идеальной теплоотдачи.

Обустроенная печь-котел для отопления дома выполняет две важные функции — обогрев помещения и поставка горячей воды.

Также в неё может быть вмонтирована варочная поверхность и духовка. Такие дополнения позволят использовать её в целях приготовления пищи.

У отопительного оборудования есть масса преимуществ:

1. 1. За час работы обычная печка может выделить до 7000 Ккал энергии, что будет достаточно для отопления дома с небольшой площадью. Печка-котел, в свою очередь, имеет энергии для отопления дома и бани, а также подачи горячей воды, что существенно экономит бюджет.
2. 2. Такая система комбинации котла и печки может обеспечить максимальную производительность при минимальных затратах.
3. 3. Основным топливом для конструкции являются дрова. Хотя можно использовать пеллеты, уголь и опилки. Все они очень дешёвые и доступные.
4. 4. Встроив котёл в печь для отопления своими руками, не нужно будет целый день топить, чтобы в доме было тепло и постоянно была горячая вода. Потребуется всего одна закладка дров, и на одни сутки этого будет достаточно.
5. 5. Коэффициент полезного действия по сравнению с обычными печками может достигать даже 90%.
6. 6. Используя чертежи и современные технологии, материалы и инструменты, такое оборудование может самостоятельно сделать даже неопытный мастер.

Чтобы печка работала исправно вместе с котлом, необходимо соблюдать важные правила безопасности, а также общие рекомендации по уходу за оборудованием. Если это не учитывать, то может всё закончиться тяжёлыми последствиями. Как минимум КПД сильно упадёт, если не проводить регулярную чистку, но могут быть и взрывы с летальными исходами. В связи с этим рекомендуется придерживаться некоторых пунктов:

1. 1. Устройства, в конструкции которых есть водяной контур, должны постоянно работать под присмотром человека. Относится это к закладке дров, чистке от сажи и другим профилактическим действиям.
2. 2. Для обеспечения безопасности работы следует постоянно следить за состоянием дымохода. Перед каждым запуском необходимо проверять техническое состояние задвижек и каналов. Когда огонь только начал разгораться, задвижки должны быть полностью открыты.
3. 3. Такую систему рекомендуется использовать только зимой, когда есть потребность в быстром отоплении дома и подачи горячей воды. Использование конструкции в летнее время года нерационально, поскольку топить нужно только в целях приготовления пищи, ввиду этого часть тепла будет улетать в трубу.
4. 4. Печка имеет очень высокую температуру при работе, поэтому она сильно нагревает теплообменник, что может привести к его поломке. Как правило, это прогорание металлической пластины.
5. 5. Если самостоятельно сооружать конструкцию, то можно дополнительно вмонтировать насос, чтобы жидкость быстрее двигалась в трубах, а также датчики и термостат для контроля за давлением.

Вмонтировать котёл в печь своими руками по чертежам несложно. Другое дело полностью изготовить такое устройство самостоятельно.

Для начала подготавливается проект, после чего делается согласно чертежам теплообменник, который должен в последующем монтироваться в печку. Собственно и печка возводится по его габаритам.

При проектировании нужно подумать, каким образом устройство будет располагаться в комнате. Место должно быть удобным для пользования и общедоступным.

После того как фундамент установлен, готовится кирпич для кладки. Он должен быть огнеупорным, без каких-либо сколов, повреждений и трещин. Также нужно предусмотреть в проекте месторасположение поддувала и камеры сгорания, дымоотвода, варочной поверхности. Последнюю можно и не монтировать, всё зависит от предпочтений хозяев дома.

Постройка происходит в определённой очерёдности:

1. 1. Для начала подготавливается раствор. Он состоит из воды, глины и песка. Такую смесь можно уже в готовом виде приобрести в специализированных магазинах, но опытные мастера делают её самостоятельно.
2. 2. Фундамент изолируется слоем плёнки или рубероида.
3. 3. Поверх укладывается равномерный слой раствора и кладутся первые ряды кирпича.
4. 4. Обустраивается топка и зольник. Точность кладки нужно проверить с помощью строительного уровня.
5. 5. Дальше фиксируется дверка и делается свод. Также монтируется дымоход. Для стен дымохода нужно использовать полукруглые кирпичи.
6. 6. На завершающем этапе происходит монтаж водяного контура. Подсоединяются трубы и батареи, ёмкость для теплового обмена. После этого заливается жидкость. Можно использовать обычную воду или подготовленные растворы.

Также при желании можно сделать декоративную отделку печи. Экономичное устройство печки можно сделать и самостоятельно. Такое устройство долговечное, имеет высокий коэффициент полезного действия, поэтому дом получит установку, независимую от централизованного отопления.

Схема, где котлы встраиваются в печку, имеет довольно большое будущее, несмотря на то, что они не столь популярны на сегодняшний день.

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома своими руками

Всеобщая газификация и развитие технологий, казалось, должны были изжить печи, как средство отопления дома. Но высокая стоимость подвода газа, оборудования и монтажа, дали новую жизнь печному отоплению.

Дров в России много, технологии отопления существенно модернизировались. Для экономии средств, разумным решением является строительство кирпичной печи с водяным контуром для отопления, своими руками.

Принцип работы

Кроме печи, нагревательным элементом системы с водяным контуром, является теплообменник, который встраивается в топку или дымоход. Вода, проходящая через регистр, нагревается, а затем поступает в трубы и радиаторы, отдавая тепло. За счет разницы температур на входе и выходе из теплообменника жидкость циркулирует в контуре.

Для оптимальной работы в систему встраивают циркулярный насос, который позволяет более равномерно распределить нагретую жидкость по трубам.

Водяной контур необходимо отпрессовать и удалить воздух. Нагреваясь, вода увеличивается в объеме и чтобы система не взорвалась необходимо предусмотреть расширительный бочок. При использовании контура закрытого типа, резервуар может быть в любом месте, в открытой системе расширительный бочок устанавливается максимально высоко.

Для стравливания давления в системе, в ней должен быть предусмотрен автоматический воздухоотводчик для выпуска лишних газов из теплоносителя и предохранительный клапан. Устройства можно объединить в комплекс безопасности, включив в нее манометр.

Таким образом, если включить в систему обогрева дома печь длительного горения на дровах из кирпича с водяным контуром можно существенно сэкономить на отоплении.

Преимущества и недостатки

Конструкции со встроенным теплообменником имеют массу преимуществ:

• Система энергоэффективна и экономична. Кирпичная кладка не потребует серьезных финансовых вложений, затраты на трубы и радиаторы будут в любом случае, а теплообменник на порядок дешевле готовых котлов. При эксплуатации печи, затраты на обогрев дома составят несколько тысяч рублей на закупку дров за зимний период.
• Дизайн кирпичной печи скрывает неказистые элементы, при желании в систему можно добавит камин или декор.
• Обогрев помещения не зависит от местонахождения конструкции, радиаторы устанавливаются в любом месте
• Кирпичная печь остывает долго, водный контур будет горячим еще несколько часов после прогорания дров.

Некоторые издания к плюсам системы водяного контура относят возможность его установки в уже готовую печь, что в принципе возможно, но на практике такой вариант связан с большим количеством проблем, которые предстоит решить.

Разборка и последующая сборка печи самое необходимое, что придется сделать. Цена исправления неправильно установленного регистра сопоставима со стоимостью новой печки, поэтому за такими работами обращайтесь к профессионалам.

Недостаток такой конструкции является продолжением её достоинств, чтобы самому сделать печь с теплообменников необходим опыт, как в кладке кирпичей, так и в монтаже систем отопления. Если опыт приходит с годами и количеством изученного материала, то при строительстве печи с водяным контуром следует учитывать её недостатки:

• Очаг является пожароопасным элементом, необходимо позаботиться о мерах препятствующих попаданию огня на легковоспламеняемые предметы;
• Печь занимает значительную площадь дома, проектируйте комнаты заранее, включите большой обогревательный в дизайн помещения;
• Около печки температура будет всегда выше, чем в остальном помещении;
• Процесс нагрева печи нельзя мгновенно остановить. Если используете систему с закрытым контуром и циркулярным насосом, отключение электричества (даже кратковременное на несколько минут) и остановка насоса приведут к закипанию воды в теплообменнике. Чтобы этого избежать предусмотрите комбинированную систему движения воды в контуре.
• При нерегулярном использовании системы отопления воду из неё необходимо сливать, что ведет к преждевременному износу всей конструкции. В противном случае вода замерзнет, что приведет к разрушению всего комплекса устройств.
• Нельзя разжигать печь без воды в контуре. Это приведет к разрушению регистра и реконструкции печи, чтобы использовать печь в летнее время, не «включая» батарее применяют оригинальные конструкции установки теплообменников.
• Существует риск отравления угарным газом, как и при использовании всех твердотопливных средств отопления, особое внимание необходимо уделить правильному изготовлению дымохода.

Сделать в доме отопительную систему на основе печи с теплообменником и батареями – экономически выгодное решение, но к проектировке и строительству необходимо подходить грамотно, учитывая все нюансы работ.

Этапы работ

Создание отопительной конструкции с водяным контуром состоит из нескольких этапов:

1. Проект системы, определение местоположения печи, труб и радиаторов, расчет мощности теплообменника.
2. Изготовление (покупка) регистра.
3. Кладка печи с одновременным встраиванием теплообменника.
4. Монтаж водяного контура, включая, трубы, радиаторы, систему безопасности.
5. Проверка системы.

На некоторых стадиях строительства остановимся подробнее.

Про теплообменник

При сооружении печи из кирпича с котлом водяного отопления своими руками следует учитывать множество факторов и рассчитывать проект в комплексе. Любой вид материалов и конструкций имеют свои достоинства и недостатки.

Смонтировать регистр с водой в печь можно несколькими способами:

• Внутри очага;
• В дымоходе;
• В теле печи, рядом с очагом.

В зависимости от места расположения, выбирают материал для теплообменника и его форму:

• Медные – эффективные, благодаря высокой теплопроводности металла, но из-за низкой температуры плавления меди, необходимо постоянная циркуляция воды в системе;
• Стальные – для котлов применяются жаропрочную сталь с толщиной стенки 4-5 мм. Для долгой службы стальных конструкций воду из них сливать не рекомендуется.
• Нержавеющая сталь – дорогой, но наиболее подходящий материал для котла. К недостаткам можно отнести только трудоемкость изготовления.

При выборе вида материала и места установки теплообменника стоит помнить, что расположив водяной контур в очаге, в летнее время вся система будет нагреваться, чтобы этого избежать придется выводить отдельные батареи для снятия лишнего тепла.

При установке теплообменника в дымоходе, в конструкцию печи вносят дополнительные заслонки, которые не нагревают котел во время летней эксплуатации печи. При этом следует учитывать, что теплообменник должен быть большего объема, чем при встраивании его в очаг. Кроме этого, котел не должен снижать пропускную способность дымовых каналов.

Расчет мощности и размеров

Для нормального обогрева помещения необходимо правильно рассчитать площадь регистра и его мощность. Для кирпичной печи достаточно приблизительного расчета, точный сделать невозможно, из-за множества факторов и переменных.

Из практики известно, что для отопления 10 м 2 помещения требуется 1-1,5 кВт энергии. С одного квадратного метра теплообменника можно получить 5-10 кВт. Чтобы определить мощность регистра более точно, необходимо учесть:

• Месторасположения змеевика в печи;
• Вид топлива – дрова, уголь. При сжигании, дрова дают меньше тепловой энергии.
• Примерную температуру в очаге и месте расположения теплообменника;
• Среднюю температуру воды во всем контуре;
• Коэффициент теплоотдачи материала, из которого сделан змеевик.

По мере сгорания топлива, мощность теплообменника будет снижаться, поэтому рассчитанную площадь змеевика лучше увеличить на 10-15%.

Сооружение отопительно-варочной печи с водяным контуром своими руками

Сделать печное отопление в частном доме можно самостоятельно, главное внимательно ознакомиться с рекомендациями и внимательно и последовательно осуществлять все виды работ. В-первую очередь следует выбрать подходящий вариант, печь может быть с варочной поверхностью, камином, лежанкой и сушилкой. Всё зависит от размеров помещения и функционала.

Расходные материалы

Для изготовления конструкции, без учета дымохода и фундамента, потребуется:

1. Кирпич красный полнотелый – 710 шт.
2. Кирпич шамотный огнеупорный – 71 шт.
3. Топочная дверца 210х250 – 1 шт.
4. Поддувальная дверца 140х250 – 1 шт.
5. Дверца зольника 140х140 – 7 шт.
6. Колосниковая решетка 250х300 – 2 шт.
7. Чугунная варочная поверхность 710х410 – 1 шт.
8. Теплообменник стальной 750х500х350 – 1 шт.
9. Задвижка печная 130х250 – 1 шт.
10. Задвижка для варочной камеры 130х130 – 1 шт.
11. Полоса стальная 50х5х400 – 1 шт, 50х5х980 – 3 шт.
12. Стальной уголок 50х50х980 стенка 5 – 2 шт.
13. Предтопочный лист 500х1000.

к содержанию ↑

Схема и размеры будущей печи

Характеристики отопительной-варочной конструкции с регистром:

• Габариты печи длина/ширина/ высота 1020х1160х2380мм
• Размер теплообменника 750х500х350 мм, материал – листовая сталь, стенка 5 мм внутри очага, внешняя – 3 мм.
• Мощность регистра – 5,5 кВт при закладке дров 2 раза в сутки, что хватает для обогрева 60 м 2 , мощность может быть увеличена при активной эксплуатации до 18 кВт при использовании принудительной циркуляции обогреваемая площадь достигает 200 м 2 .

1. Общий вид.
2. В разрезе.
3. В разрезе с другой стороны.

к содержанию ↑

Описание кладки печи с водяным контуром

Работы необходимо начинать с изготовления фундамента, затем подготовить необходимые материалы, как для сооружения печи, так и для системы водного контура.

Важно! Теплообменник необходимо опрессовать до монтажа.

В соответствии с порядовкой отопительной печи с водяным контуром осуществляется кладка и монтаж приборов.

Схема кладки печи с водяным котлом отопления:

1. Выкладывается первый ряд кирпичей, важно не допустить перекосов, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Кладка должны быть прямоугольной, в дальнейшем это повлияет на всю конструкцию.
2. Второй ряд начинает формировать зольную часть, устанавливается поддувальная дверца 140х250.
3. Третий ряд по схеме (повтор).
4. Четвертый ряд формирует очаг, для которого используется шамотный кирпич, для установки колосниковой решетки в кирпичах делаются пазы. Решетка устанавливается с зазором 5 мм, потом устанавливается котел (водяной контур).
5. Пятый ряд кладется с зазором 5-6 мм от котла, за теплообменником остается свободное пространство. Устанавливаются две дверцы зольника.
6. Устанавливается дверца топки и шестой ряд кирпичей, горизонтальный и задний канал разделяются. Для лучшей тяги на пятом ряду каналы должны быть объединены.
7. Ряды 7,8 выкладываются по схеме, желтым цветом обозначен шамотный кирпич.
8. —
9. На девятом ряду около трубы выпуска необходимо оставить зазор. Две половинки шамотного кирпича над дверцей срезаются. Горизонтальный канал делится на две части. На этом же ряду устанавливается срезанный наискосок ¾ шамотный кирпич.
10. На десятом ряду кирпичи ложатся перпендикулярно, пространство над теплообменником уменьшается.
11. На одиннадцатом ряду кладки с торцов печи выполняется во внутрь, делаются пазы для варочной поверхности. Монтаж чугунной варочной поверхности, зазоры должны составлять 5 мм и стального уголка.
12. Формируется варочная камера (12 ряд).
13. 13 ряд по схеме.
14. На 14-м ряду устанавливается зольная дверца, канал увеличивается на всю длину.
15. 15 ряд аналогично с учетом перевязки швов.
16. на 16-м ряду перекрывается варочная камера с помощью уголка и стальной полосы 50х5х980.
17. на 17-м ряду завершается перекрытие варочной камеры.
18. на 18-м ряду необходимо установить две стальные полосы 50*5*980. Кладка как на схеме.
19. 19 ряд перекрывает варочный купол, в полкирпича остается отверстие для вытяжки, в соседних кирпичах делают пазы для задвижки. Устанавливается задвижка 130х130.
20. 20 ряд – основание верхних газоходов, одновременно ставятся четыре зольных дверцы.
21. 21 и 22 ряд продолжают формирование перегородок.
22. —
23. На 23 ряду выкладывается 4 канала. Левый нижний основной.
24. Ряды 24, 25, 26, 27, 28, 29 согласно схеме (они повторяются, в перевязку).
25. —
26. —
27. —
28. —
29. —
30. 30-тый ряд начинает объединять дымоходы, кроме основного.
31. —
32. —
33. 33 ряд. Перекрывается печь.
34. На 34-м ряду – второй слой перекрытия, подготавливаются пазы для дымовой задвижки. Устанавливается дымовая задвижка.
35. 35 ряд завершает кладку печи и является основанием дымовой трубы.

Дымоход изготавливается индивидуально, в зависимости от этажности и типа перекрытия. На готовую печь сооружается дымоход, подключается система водяного контура.

Вывод

Для отопления дома печь с водным контуром является наиболее экономичным вариантом, однако для полноценного использования горячей воды, необходимо добавить в систему теплоаккумулятор, что влечет дополнительные расходы.