Как сделать водяное отопление от печи на дровах – пошаговое руководство

Комфорт проживания в частном доме напрямую зависит от наличия в нем стабильного снабжения горячей водой. На сегодня существует несколько вариантов реализации этой задачи: самый недорогой из них ― подключить отопительную систему к печи.

Способы оснащения печей водяным контуром

Водяной контур можно установить на готовую металлическую конструкцию, в значительном ассортименте представленную в продаже. Также для этого подойдет традиционная печь из кирпича. Роль водяного котла в таком случае выполняет обычная металлическая труба или емкость из листового металла. Их коммутируют с домовой отопительной системой.

Чтобы увеличить эффективность подобных сооружений, водяное отопление от печи на дровах можно применить для подготовки горячей воды. Конструкции удобны своей высокой теплоемкостью, что позволяет им длительное время поддерживать тепло после прекращения загрузки топлива. Чтобы соорудить печь с водяным контуром своими руками, необходимо заранее разобраться во всех тонкостях процесса. Это убережет от напрасной траты времени и средств, гарантируя хорошую эффективность обустраиваемой системы.

Основные виды

Сооружая печное водяное отопление, можно пойти по одному из двух путей:

1. Если в доме уже имеется печь, то необходимо изготовить змеевик для установки внутрь конструкции. Этот прием применяется нечасто по причине своей трудоемкости. В таком случае довольно непросто изготовить топливник под имеющиеся габариты конструкции.
2. Сооружение тепловой установки своими силами, с учетом размеров регистра. Если все сделать правильно, гарантируется надежность и долговечность службы печи. Сугубого внимания заслуживают внутренние размеры рубашки. Ее толщина должна начинаться от 4-5 см, во избежание угрозы закипания воды. Чтобы уберечься от проблем с циркуляцией теплоносителя, обычно монтируют подходящую помпу.
3. При выборе толщины стенок за ориентир берутся теплотворные возможности выбранного топлива. Если в качестве энергоносителей предполагается использовать исключительно дрова, то достаточно будет и 3-х мм. Если планируется использовать уголь, толщину следует увеличить до 5 мм. Расстояние от регистра для печи до ее стенок рекомендовано в пределах 10-20 мм. Это позволит полностью нивелировать тепловое расширение металлических элементов, сохранив их от преждевременного разрушения.

Как обеспечить оптимальный температурный режим

При отоплении деревянных домов традиционными печами наблюдается откровенная неравномерность обогрева. Наиболее теплые участки в таком доме располагаются в непосредственной близости от кирпичного обогревателя. В дальних углах при этом может быть довольно прохладно. Вариант с несколькими печами обходится очень дорого. Кроме того, это приводит к значительному сокращению жилого пространства.

Наиболее оптимальное решение – применить комбинацию кирпичной печки с водяным отоплением. Подобный опыт уже имеется у многих жителей нашей страны, сумевших решить задачу по созданию тепла и уюта в своем жилище. Для этого обычная кирпичная печь оснащается теплообменником, имеющим вид змеевика. Местом его установки выступает топка или основание дымоходной трубы. Благодаря вырабатываемому теплу вода внутри него начинает нагреваться, впоследствии поступая в систему радиаторов. Таким образом достигается равномерное прогревание жилища.

Достоинства печки с контуром отопления:

• Эффективность и равномерность отопления. Этому способствует расположение радиаторов в разных комнатах и постоянное нагревание теплоносителя.
• Абсолютная независимость. Данные конструкции не зависят от наличия в доме газа и электричества. Хозяева в этом случае сами выбирают время и интенсивность обогрева.
• Возможность самостоятельного обслуживания систем отопления. Для осуществления этих несложных мероприятий присутствие специалистов не требуется.
• Экономичность. Хоть такую систему и приходится запускать каждый день, однако за счет дешевизны топлива расходы на ее функционирования довольно небольшие.

Слабым местом подобных систем считается их высокая пожароопасность. По этой причине помещения приходится дополнительно оснащать защитой от возгораний. Также следует учесть факт статичности обогревающего прибора: перемещать его с места на место не получится. Печка с водяной рубашкой способна обеспечить обогрев небольшого одноэтажного дома. При наличии в здания второго этажа приходится прибегать к сооружению еще одной печи, что выливается в немалые затраты. К недостаткам системы относят также потребность в постоянном контроле со стороны человека.

Подготовка к строительным работам

Прежде, чем приступить к кладке печи с водяным контуром, нужно проконсультироваться с опытными специалистами. Оптимальным местом для установки конструкции считается центральный участок дома. Топка должна выходить в кухню или другое нежилое помещение. Корпус, наоборот, важно разместить внутри жилой комнаты. Подобная планировка обеспечит эффективное отопление сразу нескольких комнат.

На размеры печи влияет общая площадь обогреваемого здания. По приблизительным расчетам, 1 м 2 печи в состоянии обогреть примерно 35 м 2 дома. Исходя из этого соотношения, можно легко рассчитать габариты обогревателя в каждом конкретном случае. Бывают ситуации, когда приобретаются регистры для готовых конструкций. Более практично вначале купить регистр, а потом под него проектировать печь подходящих размеров.

Для изготовления регистров обычно применяется труба или стальной лист толщиной минимум 3-5 мм. При использовании более тонкого материала существует реальная угроза его прогорания. В таком случае поможет только полноценная замена изделия. Его монтируют внутрь топливного отделения, используя обязательное пространство между стенками. Такая мера предосторожности позволяет компенсировать температурные расширение и увеличить теплопередачу. Зазор облегчает чистку топки, которую проводят на регулярной основе.

Что необходимо для хорошей эффективности

Работоспособность печи с водяным контуром из трубы зависит от постоянства циркуляции теплоносителя в трубах. Для этого необходимо предусмотреть обязательный уклон. Кроме того, рекомендуется применить циркуляционный насос, что в комплексе послужит гарантией стабильной циркуляции, и защитит воду от закипания. Использующиеся для этого помпы отличаются компактностью и достаточной мощностью. Чаще всего с их помощью оснащаются системы отопления большой длины. Местом монтажа такого насоса служит обратная труба, по которой вода двигается в котел.

Применение насоса не освобождает от необходимости обустройства требуемого уклона. Дело в том, что в случае перебоев с подачей электроэнергии это чревато закипанием воды. Последствия такого явления весьма печальны – поломка помпы и выход из строя всей системы. Хорошим предохраняющим вариантом является применение расширительной емкости, компенсирующей увеличения объема воды при нагревании. Благодаря ей, несмотря на ошибки в обслуживании системы, отопление продолжит работать в стабильном режиме.

Технология установки водяного отопления в обычную печь на дровах

Проект печи с водяным контуром содержит указания на ее расположение и размеры. При этом важно учесть, каким образом расположены межкомнатные перегородки и мебель. Для габаритных сооружений значительного веса закладывают основательный фундамент из бетона. Основание печи и отделочный материал на полу необходимо отделить предохраняющим отступом, для защиты от пожара.

Для осуществления кладка применяется специальный раствор и кирпичи высокого качества. Учитывая сложность приготовления смеси и требования к качеству, иногда надежнее приобрести ее в готовом виде. Фундамент нуждается в обязательной гидроизоляции. Перед укладкой кирпичи рекомендуется погружать в воду на сутки. Вооружившись размерами кладочных элементов, подбирают соответствующую порядовку.

Внутрь сооружаемой конструкции монтируется регистр-змеевик: к нему впоследствии коммутируются подающие и обратные трубы. Одна из них служит для подачи горячего теплоносителя через расширительную емкость в систему. Вторая труба является каналом для возращения остывшей жидкости обратно к регистру. Перемещение воды обеспечивают гравитационные силы. Размеры соединительных швов допускаются в пределах 4-х мм. Нужно следить за тем, чтобы внутри топливника и дымохода не было острых углов. Лучше использовать скругленные соединения, не влияющие на эффективность отвода дыма. Это позволит заметно сократить количество образующейся в топливнике сажи.

Рекомендации к проведению строительных мероприятий

При сооружении печи с варочной поверхностью и водяным контуром необходимо придерживаться следующих нормативов:

• Печку и ближайшие поверхности нужно отделить безопасным расстоянием. Перед топкой в этих целях дополнительно устанавливается металлический лист, защищающий пол и перегородки.
• Чтобы кладка была максимально прочной, проводят армирование каждого 4-го кирпичного ряда металлическими штырями.
• В качестве монтажной смеси применяют глиняный раствор средней пластичности. Скатанный из него небольшой шарик при ударе о пол не должен трескаться и рассыпаться.
• Дымовая труба должна иметь высоту не менее 5 м: наличие оголовника является обязательным условием. Этот элемент призван защищать дымоход от климатических осадков и засорений. Кроме того, он способствует усилению тяги и украшению постройки.

Возведение своими руками печи для дома с котлом обычно не вызывает особенных сложностей. Довольно часто можно встретить металлические конструкции, не уступающие кирпичным с точки зрения внешней эстетичности. Такое изделие способно в значительной мере украсить жилищный интерьер. Для сооружения кирпичных печей подбирается особый строительный материал. Лучший вариант – керамические красные кирпичи обожженного типа. Их отличает равномерный цвет и металлический звук при простукивании.

С пережженными и недожженными элементами рисковать не рекомендуется, т.к. в таком случае нет никакой гарантии качества и безопасности эксплуатации. В топках с очень большим уровнем нагрева рекомендуется применять тугоплавкий огнеупорный материал, с которым обычно не возникает проблем по ходу эксплуатации.

Для обеспечения обогрева дома обычно рассматривается несколько вариантов. Популярное газовое или электрическое оборудование работает на дорогостоящих энергоносителях. Самой экономичной разновидностью являются отопительно варочные печи с водяным контуром. Их несложно соорудить самостоятельно, что выливается в заметную экономию финансов. Такой тип отопления предполагает комбинацию традиционной кирпичной конструкции и современных технологий. В результате жилище получает необходимое тепло и уют. Кроме кирпичных, нередко изготовляют своими руками металлические печи с водяным контуром. Обеспечив надлежащее обслуживание отопительной системы, можно на долгие годы гарантировать подходящий микроклимат в своем доме.

Печь с водяным контуром для отопления дома

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.

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

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:

• Печь большую часть тепла передает тепловым излучением, а оно, как выяснили ученые, лучше воспринимается нашим организмом.
• Русская или какая иная отопительная печь имеет колоритный внешний вид, часто есть возможность наблюдать за открытым пламенем.
• Можно сделать кирпичную печь с дымоборотами для более полного использования вырабатываемого тепла.
• Отопление этого типа энергонезависимое — не зависит от наличия электричества.
• Есть модели печей для отопления второго этажа (за счет отопительного щитка с дымовыми каналами).

Печное отопление

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:

• Неравномерность прогрева — возле печи жарко, в углах — холодно.
• Большая площадь, занимаемая печью.
• Отапливаются только те комнаты, в которые выходят стенки печи.
• Невозможность регулировать температуру отопления в отдельных помещениях.
• Низкий КПД. Для обычных печей 60% — это уже очень хороший показатель, в то время как современные отопительные котлы выдавать могут 90% и выше (газовые).
• Необходимость частого обслуживания. Растопить, регулировать заслонки, вычищать угли — все это регулярно и постоянно. Не всем это доставляет удовольствие.

Принцип организации дымооборотов — горизонтальных и вертикальных

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.

Водяное печное отопление

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.

Печное отопление с водяным контуром: пример системы с таплоаккумулятором (бойлером)

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.

Типы систем

Есть два типа систем водяного отопления: с принудительной и естественной циркуляцией (ЕЦ). Отопление с естественной циркуляцией энергонезависимое (электричество для работы не требуется), теплоноситель 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.

Простейшая схема систем с естественной циркуляцией

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 блок бесперебойного питания с комплектом аккумуляторных батарей. Если же отключают свет часто и надолго, придется ставить еще и генератор, а общая стоимость такого решения немалая.

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.

Аккумулятор тепла

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.

Регистр для печи

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).

Один из примеров водяного контура для печи

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.

Строительство печи вокруг теплообменника

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.

Можно ли установить регистр для отопления в существующую печь

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.