Как сделать своими руками камин с водяным контуром отопления

Некоторые перспективные технические разработки, которые касаются устройства домашних каминов, способны повысить их эффективность. Усовершенствование конструкции производится по всем влияющим аспектам, благодаря чему показатель КПД для твердотопливного камина удалось поднять от 20 до 80%. Но даже эти успехи не способствуют тому, чтобы камин стал полноценным устройством для обогрева дома или квартиры. Выделенное тепло носит локальный характер. Камин, каким бы эффективным он ни был, способен нагреть воздух только в одной комнате, в которой он установлен.

Воздух обладает плохой теплопроводностью, поэтому передача тепла осуществляться не будет, значит нужно использовать перенос вещества. Воздух использовать в качестве такого вещества нецелесообразно, поскольку по мере его движения по комнатам будет происходить быстрое остывание.

В самую дальнюю комнату воздух уже придет холодным, а вот вода отлично подойдет в качестве теплоносителя, благодаря своей большой удельной теплоемкости. В этой статье мы поговорим о том, как можно построить камин с водяным контуром для отопления своими руками, изучим принцип работы всей системы и ее элементов по отдельности.

Немного о системах отопления

Для того чтобы доставить тепло в каждую комнату дома требуется наличие магистрали, по которой будет циркулировать вода. В качестве такой магистрали используют пластиковые или металлические трубы. Вода отдает тепло в специальных радиаторах, устанавливаемых в нижней части комнат. Остывшая вода возвращается к источнику тепла.

По способу организации системы отопления разделяют на открытые и закрытые.

• Открытые системы. В открытой системе вода циркулирует за счет наклона труб. Она поступает в верхнюю точку, благодаря конвекции, а дальше без постороннего вмешательства обходит все комнаты, постепенно понижая уровень. Возвращается в котел по трубе, которая называется обраткой. Возможность расширения при увеличении температуры обеспечивается наличием расширительной емкости, установленной в чердачном помещении. Оно скрыто от взора и занимает максимально верхнее положение. При нагревании объем воды увеличивается, и она вытесняется в расширитель. После остывания происходит обратный процесс.
• Закрытые системы. Закрытый расширитель способствует повышению давления в системе при нагревании воды. Это дополнительно защищает систему от перегрева, так как кипение при повышенном давлении наступает позже. Для системы закрытого типа характерна принудительная циркуляция, которая обеспечивается специальным насосом. Чаще всего магистраль для закрытой системы выполняется из пластиковых труб. Они состоят из нескольких слоев, которые обеспечивают изоляцию тепла. Таком образом, вода доставляется в нужную комнату без потери энергии. В металлических же трубах тепло через металл уходит по мере транспортировки. С другой стороны, это тепло уходит не наружу, а в комнату, отапливая ее. Споры сторонников металла и пластика остаются актуальными в любое время.

Источник тепловой энергии для системы

Часть системы, которая обеспечивает транспортную функцию, нас не интересует. Теория ее функционирования нужна для того, чтобы сделать отопление своими руками. В качестве источника, который бы нагревал воду, можно использовать газовый котел или электрический.

Камин в роли нагревателя для воды превращается в многофункциональное устройство. Он продолжает свою миссию по обеспечению внешнего убранства помещения и созданию уюта от возможности созерцать процесс горения, но чтобы прогреть все комнаты, используют камин с водяным отоплением.

Достаточно низкий показатель КПД, особенно у камина с открытой топкой, не позволяет надеяться на качественное отопление в период сильных морозов. Но для небольшого дома такой вариант вполне пригоден. Если обеспечить возможность подключения и отключения камина от системы отопления, то можно реализовать идеальный вариант.

Идея заключается в том, что основной отопление берет на себя устройство, которое для этого предназначено. В нужный момент включается камин и дает дополнительную энергию. На дачах, когда хозяева уезжают на некоторое время, камин можно перекрыть, а оставить работать основной котел.

Устройство камина

По сравнению с теми каминами, с которыми у нас возникают ассоциации, камин с водяным контуром обладает некоторыми отличиями, поскольку он должен иметь возможность нагревать воду. Происходит это с помощью теплообменника, металлический резервуар, в котором циркулирует вода, нагревается от пламени. Чтобы увеличить активную площадь, теплообменник выполняется в виде лабиринта или змеевика.

Нагретая вода не сразу поступает в магистраль системы отопления, она накапливается в емкости. Такой аккумулятор позволяет производить отбор горячей воды по мере необходимости. Допускается возможность подключения водопровода, чтобы снабдить дом горячей водой.

Аккумулятор в камине приведет к неоправданному увеличению размеров последнего, поэтому бак устанавливается отдельно, сразу после выхода магистрали из теплообменника. Сам же теплообменник все реже ощущает на себе непосредственное действие пламени. Чтобы не происходило активного разрушения металла, змеевик погружается в полость камина, наполненную водой. Такой камин с водяной рубашкой все чаще применяется при организации отопления небольших дачных домиков.

Самостоятельное строительство

Самостоятельные работы без привлечения специалистов приносят не только экономию денег, но и неописуемое удовольствие от собственной победы. Каждый мастер не упустит возможности смонтировать водяной контур для камина своими руками. Для этого все работы нужно разделить на две части: возведение корпуса, роль которого выполняет кирпичный камин, и установка теплообменника.

Возведение корпуса

Строительство любого объекта подразумевает основательную подготовку. Сначала необходимо найти нужные чертежи, показывающие порядную кладку камина. Важно отбирать только те материалы, которые позволят построить камин с водяной рубашкой в виде отдельных каналов. Стенки рубашки для герметичности обрамляются стальными листами.

Начинается строительство с фундамента. Для этого роется котлован, площадь которого несколько больше, чем площадь будущего камина. Для заливки фундамента потребуется следующий материал:

Уровень фундамента необходимо поднять до уровня пола. Перед началом кладки камина плоскость выстилается листами рубероида для гидроизоляции. Корпус камина выкладывается огнеупорным кирпичом, а сама топка – жаростойким шамотным кирпичом. В качестве раствора используется глиняная смесь.

Приготовление раствора – длительное занятие. Придется сначала исследовать глину на жирность, а затем вымачивать ее, чтобы приготовить мелкодисперсную смесь глины и песка. Сегодня можно приобрести уже подготовленные и дозированные смеси, которые достаточно развести по инструкции и они будут пригодны для кладки каминов. Из-за большого разнообразия смесей, внимательно читайте инструкцию, в которой описывается область применения.

Начинается кладка камина с горизонтальных рядов, служащих основанием. Это стандартная процедура для всех моделей. На данном этапе важно соблюдать горизонт построенного основания. Затем начинается формирование зольника, как обязательной части для всех твердотопливных каминов. Начало строительства топки тоже схожее с большинством проектов, но финализация этого этапа носит отличительный характер. Дело в том, что устанавливать теплообменник нужно именно сейчас, иначе не будет такой возможности.

Теплообменник

Самой простой моделью теплообменника является небольшой бачок с двумя фланцами, к которым будут подсоединены трубы. Одна труба обеспечит подачу холодной воды, а другая – отвод горячей. Пламя оказывает разрушительное воздействие на металл. Кроме перепада температур не стоит забывать и о химическом действии продуктов сгорания. Материалом для теплообменника может служить металл, толщиной около 4 мм. Меньшая толщина значительно сократит ресурс емкости.

Более точные размеры теплообменника зависят от конкретной конструкции камина. Согласно с установленными габаритами, лист железа кроится. Необходимо уметь пользоваться сваркой, чтобы сконструировать бачок.

Если опыта сварочных работ достаточно, то задумайтесь сразу над повышением эффективности устройства, выполнив его из секций, регистров, в виде лабиринта или змеевика. Лабиринт изготавливается из кусков металлических труб и поворотных уголков того же диаметра.

Завершение строительства

Когда теплообменник будет готов, его нужно встроить в пространство камина. Согласно схеме формируются подставки, на которые бачок будет опираться. Сгоны теплообменника должны быть вне зоны камина, что обеспечит возможность и удобство проведения ремонта в случае непредвиденных ситуаций.

Завершается формирование топливной камеры перекрытием с образованием дымового отверстия. Последний этап заключается в возведении дымохода. Его план часто исключают из инструкций, так как считается, что для твердотопливных каминов канал дымохода должен быть прямым и ориентированным вертикально.

После того, как весь раствор высохнет (а на это может уйти до десяти дней), можно начинать наполнять систему водой. Первые дни внимательно осмотрите все соединения на предмет протечек. Если в открытой системе протечка ведет только к снижению уровня воды, то в закрытой системе не будет происходить циркуляции совсем.

При эксплуатации камина, в устройстве которого есть водяной контур, в качестве дополнительного генератора тепла, необходимо предусмотреть включение контура в систему или отключение от нее. С помощью перепускного крана можно перекрыть подачу воды в систему и использовать камин в летнее время только с целью отдыха у источника открытого пламени.

Надеемся, что теперь вам стало более понятно, как своими руками сделать камин с водяным отоплением. Задача это, конечно, трудоемкая, но при должном усердии вполне решаемая.

Превращаем камин в полноценный источник тепла для всего дома

Любой владелец частного дома мечтает о большом камине, который сам по себе создает атмосферу тепла и уюта. Возле открытого огня темными, зимними вечерами будет собираться вся семья, обмениваясь событиями за день. Однако современные камины – это не просто декоративная часть интерьера. Грамотно проведенная модернизация превращает камин с водяным контуром отопления в полноценный источник тепла для всего дома, наряду с общепризнанным нагревательным оборудованием заводского изготовления.

Как показывает практика, камины для воздушного отопления дома и оснащенные водяным контуром также помогают существенно экономить на потреблении энергоносителя. Ведь твердое топливо стоит несколько дешевле, по сравнению с ценой на электроэнергию и газ.

Что собой представляет камин с водяным контуром отопления?

Камин – это вид нагревательного оборудования, где генерация тепла проводится за счет сгорания первичного топлива. Это могут быть дрова, уголь, пеллеты. Существуют газовые камины для отопления.

Каминное оборудование может быть:

• с открытой и закрытой топками;
• водяным и воздушным контурами отопления;
• естественным и принудительным притоком воздуха;
• встраиваемыми и свободностоящими.

Главной отличительной особенностью нагревательного прибора является открытая топочная камера.

Область образования тепла и зона окисления топлива (зона технологического процесса) здесь объединены, что снижает процент обогрева окружающей среды в результате естественной конвекции воздуха. Температура в помещении в большинстве своем повышается за счет лучистой энергии (ИК-волн).

Основным недостатком вышеописанной схемы теплообмена камина и окружающей среды – существенные потери тепла с отходящими из топочной камеры продуктами горения энергоносителя через кирпичный дымоход. Повысить эффективность нагревательного оборудования позволил встроенный водяной контур, который интегрируется в разводку системы отопления дома. То есть камин с водяным контуром отопления производит обогрев помещения и за счет образования ИК-волн, и по принципу обычного котла, подогревая теплоноситель в радиаторах.

Устройство оборудования

Основой камина является стальной кожух (16). В него монтируется топочная камера (1). Чугунная дверца (2) не дает жару выпадать из топочной камеры. Для этого она оснащается каленым стеклом (3) и засовом (4). Кожух топочной камеры (5) соединяется с каркасом при помощи чугунных осей. Низ топки выполнен из толстолистного чугуна (6). Поверх его укладываются колосники (10).

Сегодня каминный нагревательный элемент можно купить на рынке аналогичного оборудования. Однако некоторые люди хотят сделать камин с водяным отоплением своими руками. Для этого нужно подробнее ознакомиться с его устройством.

Они также имеют внушительную толщину, так как здесь происходит непосредственная реакция окисления энергоносителя. Газовые камины для отопления не имеют колосниковой решетки, так как здесь не образуется зола, которая должна скапливаться в зольнике. Топочная камера имеет чугунный заборчик (11). Он выполняет и декоративную функцию, и выступает в качестве дополнительной защиты от выпадения горящего топлива. Зольник (7) в нижней части устройства необходим для сбора твердых продуктов горения. Он в обязательном порядке должен быть выдвижным.

Комплектующие камина с водяным контуром отопления.

Регулировка интенсивности горения энергоносителя происходит за счет подачи первичного воздуха. Регулирующую функцию выполняют окошко (8) в зольнике и дроссель с ручным управлением (9). Вторичный воздух, необходимый для дожигания газообразных продуктов горения дров и твердых частиц, которые поднимаются вместе с потоками газа, поступает через отверстие в каленом стекле дверцы.

Камин с водяным контуром отопления своими руками оснащается дымогарными трубами, через которые дым проходит в дымоход (12). Обязательный атрибут дымохода – регулирующий шибер (13). Угол его наклона определяет специальный механизм (14). Подача холодного теплоносителя с контура отопления происходит через нижние патрубки (18). Подогретый теплоноситель покидает камин через верхние патрубки (19). Патрубки 20-22 предназначаются для монтажа змеевика, терморегулятора.

Как устроены камины с воздуховодами?

Камин с воздушным отоплением устроен проще, по сравнению с аналогичным оборудованием, но имеющим водяной контур. Именно потому изготовить в кустарных условиях первый вариант намного легче, чем сделать камин с водяным отоплением своими руками. Этим и объясняется популярность воздушного контура в частных домах. Такая разводка выступает прекрасным альтернативным способом обогрева помещения, когда основной (газовый или электрический котел) по каким-то причинам перестали функционировать.

Воздушный метод обогрева.

Камины для воздушного отопления дома схожы по строению с аналогами, имеющими водяной контур. Интерес составляет процесс выведения продуктов горения из системы.

Камера I. Она расположилась под металлическим конвектором. Она оснащается вентилятор, который подает горячий воздух. Последний поступает из топочной зоны. Камера I оснащается рядом труб. Они монтируются к боковым стенкам дымоотвода камина. Эти трубки заканчиваются клапанами. Подобное устройство необходимо, если отключат электричество и приточная вентиляция перестанет работать.

Камера II. Через нее происходит забор холодного воздуха через боковые решетки-вентиляторы внешней оболочки камина. Холодный воздух согревается металлическим корпусом нагревательного элемента и трубами, через которые происходит отвод продуктов сгорания топлива. Дымоотвод может разогреваться до 700°C. Именно в нем происходит окончательное догорание газа, образованного в результате горения топлива, и твердых частиц.

Любое самодельное устройство уступает перед заводским оборудованием по КПД и эффективности. Именно потому доверять изготовление каминов нужно специалистам, которые имеют соответствующее образование и опыт работы в данной области.

Камера III. Декомпрессионная камера. Она необходимо для того, чтобы отопление камином с воздуховодом было безопасным. Она играет роль изоляционного пространства между перекрытием дома и горячей дымоотводной камерой.

Обвязка камина с воздушным обогревом.

Как работает камин?

Принцип работы камина с воздуховодами основывается на правильной подаче свежего воздуха извне и своевременном отводе продуктов горения.

Подача воздуха в камин может производиться двумя способами:

• непосредственно из жилого помещения;
• при помощи воздуховода извне дома.

Первый способ отличается простотой в монтаже. Для этого необходимо правильно рассчитать площадь помещения, где монтируется камин, согласно мощности его топочной камеры. Так, для сгорания 1 кг дерева необходимо 8 м.куб воздуха. Исходя из этого, нетрудно подсчитать, что нагревательный элемент со средней мощностью должен устанавливаться в комнату с кубатурой не менее 30 м.куб. В противном случае в доме создаются неблагоприятные условия для жизни человека и даже аварийная ситуация.

Преимущество второго способа – нет зависимости между мощностью оборудования и кубатурой помещения, где оно монтируется. В данном случае забор воздуха для горения проводится с улицы. Для этого под полом в доме к камину прокладываются воздуховоды круглого или прямоугольного сечения, выполненные из оцинкованной стали или ПВХ материала. На конце трубы, выходящей на улицу, должна располагаться решетка. Она защищает воздуховод от грызунов и насекомых. Также важны, в данном случае, фильтры. Они призваны очищать подаваемый воздух от пыли. Они монтируются в клапан непосредственно перед камином.

Что лучше: камин с водяным контуром или с воздуховодами?

На данный вопрос однозначно ответить нельзя. Преимущества и недостатки обеих систем исходят из особенностей отапливаемого помещения, желаемого температурного режима в комнатах.

Отопительные камины с водяным контуром имеют следующие преимущества:

• эффективность;
• невысокая себестоимость;
• контур камина легко интегрируется в уже существующую систему отопления дома;
• возможность приготовления горячей воды;
• невысокая себестоимость оборудования;
• невысокая цена энергоносителя.

Отопительный камин с водяным контуром имеет недостатки:

• низкий КПД;
• необходимость в постоянной загрузке энергоносителя;
• ручной механизм регулировки интенсивности работы.

Если сравнивать между собой камины с открытой и закрытой камерами сгорания, то КПД первой составляет 20%, а второй – 70%.

Камин с воздушным отоплением своими руками изготовить легче всего, потому что оборудование не отличается сложным устройством. Саму разводку воздушных каналов также несложно организовать. В помещении уже через несколько минут достигается нужная температура.

Недостатки каминной обогревательной системы с воздуховодами:

• постоянная циркуляция пыли в доме за счет работы вентиляторов (в случае принудительной циркуляцией воздуха);
• повышенный уровень шума из-за перемещения воздуха по воздуховодам;
• температура в помещении также быстро падает, как и поднялась после угасания камина;
• низкий КПД;
• необходимость в ручном контроле реакции горения;
• необходимость в постоянной загрузке энергоносителя в топку.

Отопление дома камином с водяным контуром и с воздуховодами может выступить прекрасным альтернативным источником тепла, но никак не основным. Подобные нагревательные элементы работают на недорогом энергоносителе. Но камины могут позволить себе те люди, которые не поленятся постоянно подбрасывать в топку дрова, производить контроль над интенсивностью их горения и периодически чистить дымоходы.

Типичные схемы подключения камина к отопительной системе

Чтобы максимально повысить КПД камина и эффективно распределить тепло, сгенерированное в его топочной камере, по всему дому, необходимо интегрировать камин в контур обогрева дома (в случае с камином в водяной рубахе). Камины с воздуховодами нуждаются в особой развертке нагревательных элементов.

Схема воздушного отопления камином зависит от площади обслуживаемой территории. Так, гравитационная разводка подойдет, если площадь помещения, нуждающегося в обогреве, очень маленькая. Длина воздуховодов не должна превышать 3 м в длину. В таком случае нагретый у камина воздух будет подниматься по каналам, вытесняя на концах труб холодный воздух.

Принудительная конвекция.

Данный контур является полностью энергонезависимым, прост в проектировании, установке и использовании. Требования к его монтажу: длина воздуховодов не должна превышать 5 м, сама труба должна быть ровной с минимальным количеством поворотов. Конструкционным материалом труб должен выступать огнеупорный алюминий, способный выдерживать температуру 250°C. Теплоизоляция корпуса воздуховодов обязательна.

Контур с принудительным движением воздуха, хотя и стоит дороже в исполнении, по сравнению с гравитационным аналогом, он позволяет отопить большую площадь помещения. При этом на эффективность системы не повлияет сложная планировка дома. Помимо воздуховодов данный контур комплектуется элементами приточной вентиляции (как главный движущий механизм теплого воздуха), соединительными узлами и уголками, всевозможными элементами управления направленными потоками воздуха.

Эффективно ли использование каминов в доме?

Любой камин – это, в первую очередь, декоративный элемент интерьера, который, благодаря современным разработкам, способен эффективно участвовать в обогреве помещений. Так, отопление дома камином с воздуховодом отличается простым строением и столь же простым принципом работы, а потому стоит недорого. Однако низкий КПД контура иногда ставит под сомнение всю целесообразность возведения подобной конструкции.

Принцип работы камина с водяным контуром, как и строение самого нагревательного элемента, сложнее, по сравнению с предыдущим вариантом, что и объясняет высокую стоимость, как оборудования, так и монтажных работ. Однако КПД в 70% каминов с водяным контуром делают данное оборудование прекрасным альтернативным источником тепла в доме, когда основной нагревательный элемент (котел), отключен. Как правильно провести монтаж камина с водяным контуром поможет разобраться видео:

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ: