Печное отопления с водяным контуром своими руками

Одним из важнейших факторов тёплого и уютного дома является тепло. На сегодняшний день существуют различные способы того, как обогреть дом, и ежегодно появляются более новые способы и возможности. Но старым и проверенным методам всё так же есть место в современных домах. Печное отопление, оснащённая водяным контуром, является одним из таких способов. Рассмотрим, как создать такую печь отопления своими руками.

Плюсы и минусы печи

Обычная печка неравномерно распределяет тепло: непосредственно возле печки очень жарко, а чем дальше, тем становится холоднее. Наличие водяного контура позволяет теплу, которое вырабатывает печка, равномерно распределяться по всему дому.

Строительство отопительной печи с водяным контуром

Таким образом, только одна печка способна обогреть одновременно несколько помещений в доме. Печка работает почти также, как твердотопливный котёл. Только она не просто разогревает теплоноситель и водяной контур. Помимо этого происходит нагрев стенок и дымовых каналов, которым также отводится важная роль в отопительном процессе.

Теплообменник (змеевик) — основной элемент печки. Его устанавливают в топливную часть печки, и там к нему подключают всю систему водяного отопления.

К достоинствам печи с водяным контуром можно отнести следующие особенности:

• В первую очередь для такой печи не нужно приобретать дорогостоящие агрегаты и комплектующие.
• Правильно выстроенная печь прослужит вам длительный срок, не требуя дорогостоящего ремонта. Иногда, возможно, нужен будет лишь небольшой косметический.
• Печку можно создать любого дизайна: форма, размеры, декорирование — всё это на ваш вкус и финансовые возможности.
• Если сравнить печку, оборудованную водяным контуром и твердотопливный котёл, то с помощью первой происходит обогрев не только теплоносителя, но и дымовых отводов.
• Змеевиком можно оснастить уже построенную печку. Его можно вставить и в варочную печку.

Вариант печки, которая прекрасно вписывается в интерьер помещения

Недостатки у такого рода отопления тоже имеются.

• Когда теплообменник вставляют в топливную часть, драгоценное пространство последнего сильно уменьшается. Проблема решаема, если теплообменник встраивается в печь на этапе её строительства. Просто эту часть необходимо увеличить. Ну а если его вставляют в уже выстроенное сооружение, то другого выхода нет, кроме как неполного закладывания топлива, а частями.
• С такой печкой повышается пожароопасность. В печке и камине горит открытый огонь, плюс ко всему зачастую рядом хранятся запасные дрова. Не оставляйте без присмотра этот агрегат.
• Если печь будет эксплуатироваться неправильно, то попадание в помещения дома угарного газа может привести к весьма печальным последствиям.

Изображение, по которому становится понятно, что без присмотра агрегат лучше не оставлять

Специалисты советуют использовать в таких конструкциях незамерзающую жидкость, если в доме люди живут не постоянно, а, например, только в летний период времени.

Как работает печь

Работает она по довольно простому принципу.

В теплообменник, который расположен в топливной части печки, поступает вода. Там происходит её нагрев от сгорания дров или другого топлива. Затем, уже нагретая вода, поступает в радиаторные батареи, где тепло от неё распределяется по помещению. Когда вода остывает, она возвращается к змеевику, где снова нагревается и т. д.

Печное отопление с водяным контуром своими руками — поэтапное строительство

Сначала, прежде чем начать возводить печку, необходимо подготовить фундамент. Для этого необходимо выкопать котлован, глубина которого равна 150–200 миллиметрам. На дно слоями засыпать битый кирпич, щебёнку и бут. Затем всё залить цементным раствором. Фундамент должен возвышаться над полом на несколько сантиметров. На стяжку уложите гидроизоляционный материал.

Процесс строительства печи с водяным контуром

Основные особенности кладки кирпича

Печь необходимо строить из качественных материалов. Стены можно возводить из кирпичей с нормальным обжигом, а вот для топочной части приобретайте тугоплавкие кирпичи.

• Прежде чем начать кладку, кирпичи необходимо смочить. Для этого погрузите их на некоторое время в воду. Когда от них перестанут выходить пузырьки воздуха, можно начинать кладку.
• Все ряды и углы обязательно привязываются.
• Цементный раствор наносите сразу на весь рад. Его слой должен быть около 5 миллиметров. Освежайте раствор на торце прямо перед укладкой на него кирпича.
• Когда дойдёте до топочной части, не наносите глину мастерком. Делайте это руками.
• Каждые пять рядов аккуратно срезайте излишки цемента со швов и протирайте их влажной губкой.
• Стены печки должны быть вертикальными и горизонтальными. Используйте строительный уровень постоянно во время кладки, чтобы проверять это.

Монтируем и устанавливаем оборудование

Можно ли соорудить такую систему отопления самостоятельно? Если у вас имеется опыт возведения печек и кирпичной кладки, то можно. Изначально подготовьте наиболее важную часть печки — змеевик, который можно купить в готовом виде либо сварить, используя трубы или листовое железо. Если печка будет строиться вами самостоятельно, то подключив фантазию, вы сможете соорудить конструкцию, которая будет индивидуальна для вашего дома и планировки.

Если у вас недостаточно большой опыт в этой специальности, то работы по проектированию и монтажу лучше всего доверить мастерам своего дела. Ведь печка — это потенциально опасная система отопления дома.

Выделяют два варианта создания данной системы отопления:

• Змеевик устанавливается в печку на этапе строительства последней.
• Теплообменник встраивается в уже возведённую печную конструкцию.

Использование радиатора в качестве теплообменника

Последний способ более трудоёмкий, потому что он предполагает собой разбор кирпичной кладки печки. Помимо этого, топливная часть будет уменьшена, после установки змеевика.

Система отопления подключается к змеевику через раструбы. Их вставляют в одну из стенок печки. Водяной контур в таком отоплении имеет двухтрубную систему. Разводка может идти поверху или понизу.

Полностью укомплектуйте отопительный контур. Верхняя точка магистрали должна быть оснащена накопительным баком, обязательна установка предохранительного и воздушного клапанов, а также блока безопасности с манометром. Там, где радиаторы входят и выходят в печь, подсоедините вентили.

Основные требования при установке

1. Чтобы вода в змеевике не закипала, её толщина в нём должна быть как минимум 40 миллиметров.
2. Стенки теплообменника должны быть как минимум 5 миллиметров. Если печка топится углём, то этот показатель увеличивается. Иначе стенки змеевика могут прогореть.
3. Обменник не должен плотно прилегать к стенке топливной части печки. Между ними должно быть пространство минимум в 2 сантиметра. Это нужно из-за теплового расширения теплообменника.
4. Большое внимание уделите пожаробезопасность системы. Если в печке есть деревянные перегородки, то между ними обязательно должно быть воздушное пространство, потому что если деревянные конструкции перегреются, то может случиться возгорание. Именно поэтому дерево — не самый лучший облицовочный материал для печки. Для этого лучше выбрать материалы с огнеупорными качествами.

Змеевики из труб

Вариант змеевика для отопительно-варочных печей

На фото выше изображена схема одного из вариантов змеевика. Таким оснащают печки, предназначенные как для отопления, так и для приготовления пищи, потому что над ним просто соорудить поверхность для варки.

Профильная труба, использованная вместо верхней и нижней П-образной трубы в таком змеевике, значительно упростит процесс его создания. Прямоугольными профилями можно заменить вертикальные трубы, если нужно.

Если печь, куда будет производиться установка змеевика, не оснащена варочной поверхностью, то чтобы увеличить КПД теплообменника, добавьте к нему некоторое количество горизонтальных труб. Обработка и вывод жидкости могут быть сделаны с разных сторон. Всё зависит от того, какая конструкция у печки и от устройства змеевика.

Обменник из листовой стали

Чтобы сделать стальной теплообменник, толщина стали должна быть как минимум 5 миллиметров. Использование профиля 6х4 сантиметров и патрубков в 5 сантиметров необходимо для входа и выхода жидкости. В зависимости от того, какую длину имеет топливная часть вашей печки, подбирается размер теплообменника.

Если вы собираетесь вставить стальной теплообменник в печку, которая оснащена варочной поверхностью, то специалисты советуют сделать конструкцию так, чтобы обтекание газа происходило по верхней полке змеевика. Затем этот газ выходил в дымооборот, который располагается спереди змеевика.

Теплообменник из листовой стали

Используя листовую сталь, можно соорудить обменник в виде книжки.

Для этого стенки теплообменника соединяются при помощи труб или профиля. Здесь в регистре верхняя полка отсутствует. Чтобы улучшить циркуляцию, добавляются соединительные трубы вверху регистра. Вход и выход делают сзади или сбоку теплообменника. Варочная поверхность устанавливается над регистром.

Процесс установки

Монтаж водяного контура

Обменник монтируется так же, как и любая другая отопительная система. Есть только один нюанс — это расположение «обратки». Оно находится выше.

Выделяют три разновидности циркуляции теплоносителя: естественная, принудительная и комбинированная.

В первом случае трубы монтируются с максимально возможным уклоном.

Там, где трубы выходят из печки, устанавливается «коллектор разгона». Чтобы сделать его, направьте трубу в вертикальном направлении в высоту 100–150 сантиметров, а затем вниз к радиаторам под наклоном.

Во втором варианте мощность КПД увеличивается на 30 процентов за счёт добавления циркуляционного насоса.

Он формирует давление змеевика. Правда, специалисты не советуют пользоваться только этим видом циркуляции. Если будут случаться перебои электроэнергии или насос сломается, то вода перестанет циркулировать, и теплоноситель может закипеть.

Последний вид совмещает в себе два первых, т. е. он оснащается и трубами под уклоном, и насосом, где последний подключают к системе по параллельной магистрали. Это выгодно потому, что циркуляция будет осуществляться при помощи насоса, а если пропадает электроэнергия или насос ломается, то вода начинает циркулировать естественным образом.

Видео: печка из кирпича с водяной рубашкой

Отопление помещений печью, оснащённой водяной рубашкой, — это практичный и дешёвый метод. Правда, строительные работы для новичка не покажутся лёгкими. Если не уверены в своих силах, доверьтесь специалистам. Печь — это пожароопасный метод обогрева дома.

Преимущества и особенности конструкции кирпичной печи с водяным контуром

Печное отопление — давний и популярный способ обогрева частных домов, но оно не всегда эффективно. С помощью одной кирпичной печи сложно отопить большой дом, состоящий из нескольких комнат. В удаленных от печи помещениях температура будет значительно ниже, особенно при закрытых дверях. Один из способов повышения эффективности кирпичной печи и длительного обогрева частного дома — подключение к ней водяного отопительного контура. Как выглядит кирпичная печь с водяным контуром и какова цена вопроса при её изготовлении — подробно рассмотрим в данной статье.

Конструкция

Существует много видов отопительных кирпичных печей. Они могут выполнять только функцию обогрева помещения или совмещать отопление и приготовление пищи. Также существуют комбинированные печи с несколькими топками.

Принцип действия кирпичной печи при любой ее конструкции заключается в быстром накоплении тепла при топке и длительной отдаче его стенками печи в течение нескольких часов или даже суток. Материал печи — керамический кирпич, хороший аккумулятор тепла.

Для увеличения объема нагретого кирпича дымовые каналы в печи делают протяженными, располагая их вдоль стенок. Горячий дым, проходя по ним, нагревает кирпич и к моменту выхода из трубы имеет безопасную температуру. Помимо повышения эффективности, эта особенность конструкции кирпичных печей уменьшает опасность перегрева и возгорания кровли.

Для чего нужен отопительный контур

Кирпичная печь отлично обогревает частный деревенский дом площадью до 50 м2. В традиционном деревенском срубе ее располагают посреди одной общей комнаты, разделенной перегородками на кухню и комнаты. В каждом помещении находится нагретая стенка печи, что позволяет равномерно их обогреть.

Современные частные дома имеют совершенно другую планировку, и комнаты могут находиться на значительном удалении и даже на разных этажах. В этом случае потребуется установка дополнительных источников отопления, например, электрических обогревателей. Но цена на электроэнергию нынче высока, поэтому более практично установка радиаторов водяного отопления.

В них по трубам поступает горячий теплоноситель — вода, которая поступает в котёл, вмонтированном в кирпичную печь. При горении дров в такой печи нагреваются не только ее стенки, но и теплоноситель, и во всех помещениях дома устанавливается комфортная температура. Коэффициент теплоемкости воды высок, и система отопления довольно долго остается горячей, даже если топить печь всего раз в день, при этом достигается существенная экономия, ведь цена такого отопления невысока.

Как выглядит отопительный контур

Конструкция отопительного контура может быть разной, как и место его установки.

Наиболее популярными вариантами считаются:

• Самодельный котел — сварная металлическая емкость из стали толщиной 4-5 мм, вмонтированная в тело печи, с входным и выходным патрубком. Он может располагаться как над топкой, так и в другом месте, где при горении дров существенно повышается температура. КПД таких котлов — до 80%.
• Водяная рубашка — конструкция, аналогичная котлам, но размещается она по всем сторонам топки, при этом эффективность нагрева будет максимальной. КПД — 85%.

• Теплообменник, или регистр. Состоит из металлических, преимущественно стальных труб, сваренных в систему. Они надежны и долговечны, цена стали по сравнению с медью невысока. Может размещаться как в топке, так и в дымовых каналах. Использование труб повышает эффективность нагрева за счет увеличения площади соприкосновения горячего воздуха с металлом. КПД теплового контура при расположении в топке — до 90%, если же он располагается в дымовых каналах, где температура значительно ниже, КПД снижается и не превышает 70%.

Особенности

Сама кирпичная печь с отопительным контуром может иметь различную конструкцию, теплообменник можно встроить практически в любую печь. Однако, при этом необходимо учитывать особенность эксплуатации таких печей в частных домах.

Печи, в которые вмонтированы котлы или теплообменники, расположенные в топке, нельзя эксплуатировать без активно работающего отопительного контура, поэтому в жаркое время года топить их будет невозможно — в доме будет жарко и душно.

Некоторые домовладельцы считают, что можно решить эту проблему двумя путями:

перекрыть циркуляцию теплоносителя;

слить воду из батарей.

Делать этого категорически нельзя! В первом случае вода в котле перегреется, и он взорвется, разрушив кладку. Во втором — сталь теплообменника прогорит, ведь температура в топке печи при горении дров может превышать 1000 градусов.

Выйти из этой ситуации можно сделать двумя способами:
• Сделать в печи две топки, «зимнюю», нагревающую котел и тело печи, и «летнюю» — нагревающую варочную панель, но позволяющее сохранить температуру в тепловом контуре в разумных пределах. Топить «летнюю» топку в частном доме можно в любое время года. Дымовые каналы обеих топок выводят в общий дымоход и перекрывают задвижками.
• Разместить теплообменник в отдельных дымовых каналах. Летом движение дымовых газов по ним перекрывают задвижками. Такая конструкция имеет более низкий КПД водяного контура, но она более долговечна, безопасна и универсальна.

При летней эксплуатации печи с водяным контуром не перекрывайте циркуляцию воды и не сливайте теплоноситель! Это может привести к повреждению печи или теплового контура!

Требования к отопительным системам

Системы водяного отопления, подключенные к котлам, могут иметь естественную (гравитационную) циркуляцию или принудительную — с циркуляционным насосом.

Гравитационные системы обычно подключают к теплообменникам, встроенным в дымовые каналы. Они медленнее нагреваются и в них ниже риск перегрева и закипания воды. Эффективность таких систем ниже, они подходят для небольшого, чаще одноэтажного дома. Движение воды в трубах происходит по законам физики: теплая вода поднимается вверх — в радиаторы, а холодная стекает вниз и возвращается в котел. Их легко рассчитать и сделать своими руками.

Для монтажа принудительной системы потребуется купить и установить циркуляционный насос, подобрав подходящую по мощности и цене модель. Он с заданной скоростью прогоняет весь объем теплоносителя по системе, в результате чего жидкость быстро нагревается в котле и поступает в радиаторы. Такие системы обычно подключают к котлам и теплообменникам, расположенным непосредственно рядом с топкой. Они способны быстро прогреть большую площадь, поднять воду на высоту второго этажа, обладают высоким КПД.

Следует отметить одну особенность работы кирпичной печи с водяным контуром, включающим циркуляционный насос. Насос работает от электрической сети. При внезапном отключении электроэнергии циркуляция воды в системе прекращается, вода в теплообменнике быстро перегревается, образуется пар, и может произойти взрыв котла.

Эту проблему в котлах длительного горения промышленного производства решают автоматическим отключением котла при исчезновении электроэнергии и остановке насоса. Быстро отключить кирпичную печь, обладающую запасом тепловой энергии невозможно. Нужно или восстановить работу насоса, включив аварийный источник электропитания, или погасить печь и принять меры к снижению давления в системе.

Для обеспечения безопасности в системах с принудительной циркуляцией и теплообменником, расположенным в топке, необходима установка аварийного клапана, сбрасывающего излишек давления в системе! Цена экономии на мерах безопасности может быть очень высока!

Технология кладки

Прежде чем приступать к кладке печи своими руками, необходимо выбрать схему и нарисовать своими руками план-порядовку, лучше при этом воспользоваться готовыми проверенными схемами. Примером такой печи можно назвать печь Кузнецова с отопительным регистром, вмонтированным в дымовой канал с одной из сторон печи.

Печь Кузнецов, видео

Для кладки своими руками подобной печи в частном доме понадобятся материалы:

• бетон для фундамента;
• кирпич красный полнотелый;
• кирпич шамотный огнеупорный;
• кладочный раствор или его компоненты: глина, чистый сухой песок, чистая вода;
• металлические трубы для выполнения теплообменника.

Также нужно купить готовые элементы: колосниковые решетка, дверцы, заслонки, шиберы, кровельные проходки. Цена на эти элементы обычно довольно высокая, поэтому нужно заранее просчитать, что именно необходимо.

Необходимый инструмент:

• мастерки и кельма;
• резиновый молоток;
• болгарка с кругом для кирпича;
• уровни, отвесы, бечевка;
• рулетка.

Последовательность выполнения операций своими руками

1. Размечают положение будущей печи и заливают армированный прутком фундамент на 5 см ниже уровня чистового пола. Он не должен соприкасаться с фундаментом частного дома.
2. После полного высыхания фундамента выкладывают по схеме-порядовке и чертежу два ряда кладки из красного полнотелого кирпича на обычный цементный кладочный раствор, их назначение — выровнять возможные неровности фундамента и заложить основание печи.
3. Следующие ряды кладут на глиняный кладочный раствор по выбранной схеме, соблюдая перевязку, указанную на ней. Раствор делают из заранее вымоченной красной глины, карьерного песка и чистой холодной воды. Оптимальное соотношение глины и песка определяется опытным путем.

Правильно приготовленный кладочный раствор не должен быть слишком пластичным или рассыпчатым.
Проверитьего можно так: скатать из раствора шар размером с теннисный мяч и уронить его с высоты 1 м на ровную поверхность. Он должен слегка деформироваться, покрыться мелкими трещинами, но не рассыпаться.

1. Толщина швов между рядами кирпича — не более 5 мм. Чем меньше швы, тем однороднее структура печи и лучше теплоотдача. Расшивку проводят сразу по мере кладки.
2. Дверцы устанавливают так: на предыдущий ряд кирпича кладут в месте установки дверки асбестовое полотно в виде полоски, на него ставят дверку. В отверстия в углах рамы заранее вставляют отожженную проволоку длиной не менее 40 см каждая. Эту проволоку закрепляют между рядами кладки. Если этого не сделать, рано или поздно раствор выкрошится, и дверка выпадет. Кладут несколько рядов, все время проверяя положение дверки по уровню. Поверх дверки также укладывают асбестовую полосу и сверху выкладывают кирпич.
3. Топку футеруют шамотным кирпичом. Красный керамический для этих целей не годится — он со временем растрескается, и может произойти обрушение свода. На схемах шамотный кирпич обычно обозначен желтым цветом.
4. Под варочную панель в кирпиче делают пазы на толщину плиты. Это делается для уменьшения теплопотерь и предотвращения задымления. Плиту кладут на раствор.
5. Самодельный теплообменник в дымовой канал устанавливают в процессе кладки на этапе укладки ряда, через который выходит нижний штуцер. В топочную камеру его монтируют при укладке нижнего ряда топки. Между теплообменником и кирпичом должен быть зазор не менее 5-7 мм.
6. В дымовом канале с теплообменником обязательно нужно предусмотреть прочистные дверки, так как на регистре будет оседать сажа, что ухудшит его нагрев. Количество дверок должно обеспечивать доступ для чистки к любой части теплообменника.
7. Верхнюю часть дымового канала оснащают заслонкой или шибером. Сам дымоход может быть либо кирпичным, либо можно купить и поставить сендвич-дымоход. При этом нужно соблюдать правила прохода трубы через кровлю, а на кирпичных трубах делать распушку.

Расстояние от нагретых металлических элементов до сгораемых конструкций должно быть не менее 25 см! Проходы через перекрытия изолируют базальтовым волокном или другими негорючими материалами!

1. После высыхания печи ее аккуратно протапливают, не перегревая, несколько раз. Проверяют тягу, устойчивость горения дров, отсутствие утечек дыма. После этого можно монтировать внешний отопительный контур и заливать воду в систему. Печь готова к эксплуатации.

Дополнительный электрический подогрев системы

Печи с отопительным контуром часто ставят на даче или в загородном частном доме, и для постоянного отопления не используют. В этом случае в морозы система может промерзнуть, что приведет к разрывам и утечке воды при первой же топке.

В этом случае можно вместо воды залить в систему антифриз или дополнительно купить и поставить в параллель электрический котел малой мощности, автоматически включающийся для поддержания воды в системе в диапазоне значений 5-10 градусов. Электрический котел не позволит системе замерзнуть, а их цена не слишком высока, а при определенном навыке можно сделать и самодельные электрические котлы.

Кладка своими руками печи с отопительным контуром может показаться слишком сложным заданием, а цена на услуги специалистов-печников высока. В этом случае лучше рассмотреть возможность установки промышленного котла длительного горения на дровах или другом топливе. Но собственноручно сложенная печь — это не только отопительный элемент, это еще и сердце дома, дарящее уют и семейный покой, и при выполнении всех рекомендаций она прослужит долго и эффективно.