Печь-камин с водяным контуром отопления, что скрыто за очертанием?

17.02.2017
5249
Печник (Москва)

К перечню нагревательных аппаратов для водяной системы отопления с недавних пор добавился еще один – печь камин с водяным контуром отопления. И если раньше камины не рассматривались в качестве основного источника обогрева, то в последние десять лет это стало реальностью.

Возможности использования

Хорошо, когда загородный участок газифицирован. Выбор отопления однозначен. В связи с повышением цен на энергоносители, для многих проблема поиска альтернативного обогрева становится актуальной. Ситуация не критичная, если использовать камины печи для отопления. Их задействуют в паровом, водяном или воздушном отоплении. Мощность устройства и выбранная система будут определять степень интеграции водогрейного прибора.

В качестве основного источника отопления

Классические камины и печи хороши для небольших домов и дач. На что рассчитывать владельцам таунхаусов и коттеджей? На помощь придут твердотопливные камины с водяным контуром.

Водяная система отопления самая популярная из-за своей функциональной простоты, практичности и доступности материалов. К тому же она может быть полностью автономна при устройстве с естественной циркуляцией теплоносителя. Присоединив камин с контуром отопления к водяной системе, обеспечивается равномерный обогрев жилого здания.

Вариант с применением водяного камина в качестве основного водогрейного прибора в системе отопления требует определенных условий:

1. Ежедневная работа – для поддержания огня необходимо постоянное проживание в доме.
2. Соотношение мощности и площади (объема) помещений. Чем больше площадь, тем более мощный отопительный агрегат требуется для работы. Условием принимается 1 кВт на 25 куб. м помещения.
3. Хозяйственные потребности. Помимо отопления, необходимо получить горячую воду и приготовить еду.
4. Вид топлива – для более эффективного использования возможно применение угля или пеллет.
5. Выбор оборудования (топка), разводки, схемы подключения. Поскольку водяная система отопления имеет различные варианты обустройства – открытая или закрытая; одноконтурная, двухконтурная или трехтрубная, оборудование подбирается согласно выбранной схеме.

Система обогрева проектируется индивидуально для каждого дома исходя из его особенностей.

Вспомогательная роль

Многие рекомендуют использовать камин с водяным контуром отопления в качестве резервного обогревательного устройства. Интегрированный в уже существующую отопительную систему он будет выполнять несколько задач:

• экономия энергоресурсов;
• сохранение декоративной функции;
• увеличение КПД отопительной системы;
• поддержание микроклимата – не сушит воздух.

Варианты слияния могут быть разные: основные источники – газовые или электрические теплогенераторы, твердотопливные котлы. При этом работа основного агрегата может прерываться автоматически или вручную, когда будет подключаться дополнительный. Хотя могут работать и одновременно, скажем, в большие морозы. Удачным сочетанием является работа камина днем, а ночью – электрического или газового котла.

Устройство каминов с водяным контуром

Различное устройство печей и каминов предполагает и разные конструкции встроенного водяного контура (теплообменника).

Печи-камины

Оптимальным твердотопливным аппаратом для обогрева дома с помощью водяного отопления может быть печь-камин. Пусть она менее эффективна, чем котел, зато более презентабельна и функциональна. К тому же вполне реально соорудить ее своими руками.

Речь идет о строительстве кирпичной печи-камина, в которой теплообменник так же готовится самостоятельно (или с помощью сварщика). Форма и размер водяного контура могут различаться. Место установки тоже разное: непосредственно в топке, за ней или сбоку.

Конструкция теплообменника должна отвечать функциональному назначению агрегата и обеспечивать быстрый и равномерный нагрев теплоносителя. Лучше всего с этим справляются трубчатые модели – змеевик и регистр. Изготовить, конечно, проще емкостные контуры из стальных листов.

Если теплообменник устанавливается в топочной камере, то имеет значение толщина и марка стали, поскольку он будет подвержен действию открытого огня. Для этих целей лучше использовать котловую сталь толщиной 4 мм.

Располагаться в топке водяной контур тоже может по-разному. Если печь-камин оснащена варочной плитой, то теплообменник не должен мешать приготовлению пищи.

Камины

Камин с системой отопления будет работать ` каминные топки, в которые вмонтирован водяной контур. Как и в печах-каминах, он бывает трубочным, емкостным или комбинированным, но с некоторыми особенностями.

• Изогнутая особым способом спираль из медной трубки размещается вокруг дымосборника. Выбранная форма позволяет быстро нагреть теплоноситель и поддерживать его параметры в системе. Циркуляция может происходить самотеком или принудительно.

• Другой тип трубного контура – «змейка», выгнутая труба в нескольких местах наподобие полотенцесушителя. Размещается за стенкой дымосборника.
• Комбинированный вариант представляет собой две емкости, расположенные по бокам дымосборника и соединенные трубками. Поскольку имеется прямой контакт с дымовыми газами, применяется котловая сталь. Очень эффективный вариант, но не износостойкий.

• Наиболее простой вид – емкостной, еще называется «водяной рубашкой», поскольку теплоноситель заполняется между двойными стенками корпуса. Нагревается от кожуха топки, поэтому самый инертный.

В основном каминные топки с водяным контуром производятся закрытыми, но встречаются и открытые. Помимо этого, каминные вставки отличаются внешним видом, мощностью и схемой подключения.

Пеллетные камины

Особняком в рассматриваемой категории стоит твердотопливный камин на пеллетах, его тоже начали выпускать с водяным контуром. Практически все эти агрегаты однотипные: закрытая топка с горелкой, емкостной теплообменник, который расположен за топкой, бункер для пеллет, блок управления.

Подача топлива осуществляется автоматически при помощи шнекового привода, воздух перемещается одним или двумя вентиляторами. Предусмотрен и зольник. Присоединение к отопительной магистрали, как во всех каминах. Производители обращают внимание на применение в качестве дымохода нержавеющих труб, в том числе дымоходов из нержавейки, которые сделаны своими руками.

Большим плюсом пеллетных каминов является автоматизация процесса работы. В бункер можно загрузить 15-20 кг пеллет и этого хватит на полтора–два дня горения при умеренном режиме. При работе на максимальной мощности расход увеличится в два раза.

Два жирных минуса портят репутацию этих устройств. Во-первых, для функционирования не обойтись без электричества, как и в случае с обычными электрокаминами. Во-вторых, необходимо регулярно чистить горелку, а если засыпать некачественные гранулы (довольно частое явление), то она может вообще перестать работать.

Камин своими руками

Рассмотренные выше камины представляют модели заводского производства. Возможно ли изготовить камин с водяным отоплением своими руками? Очень многие уже это сделали – причитающийся респект им.

Описание, как самостоятельно возвести кирпичный камин, есть в статье «Камин своими руками: заметки у портала». Заказать теплообменник можно у сварщика. Скорее всего, это будет регистр из нескольких рядов трубок, расположенных вразбежку. Теплообменник обязательно проверяется на качество сварных швов. Для этого заливается вода, лучше под давлением.

Ну а дальше выстраивается камин до уровня дымосборника и на каминную плиту устанавливается контур. Трубки регистра расположатся в полости, а корпус закладывается, оставляя штуцеры для подсоединения к системе.

Необходимо заметить, что такой камин невыгоден для отопления, а вот с задачей горячего водоснабжения справится.

Водяное отопление

Камины эффективно работают в системах водяного и воздушного отопления. Камины с паровым отоплением возможны теоретически, но практически это реализовать сложно. Поскольку требуется нагревание воды + 95 градусов за небольшой промежуток времени в объеме не менее 100 л.

Открытый вид

Как уже отмечалось, камины с водяным отоплением довольно успешно функционируют. Конструктивные особенности пошли им на пользу: они не потеряли в эстетическом плане, прибавили в эффективности и увеличили полезное действие.

Поскольку водяная система отопления эксплуатируется в двух видах – открытом и закрытом; с точки зрения безопасности, для каминов предпочтительнее первый. Открытая система предполагает самотечную циркуляцию теплоносителя и наличие открытого расширительного бака. В случае критического расширения объема воды (антифриза) она будет сливаться в канализацию (отстойник).

Для нормального функционирования монтаж системы отопления камина должен выполняться с соблюдением некоторых требований:

1. подключение расширительного бачка открытого типа над камином;
2. правильный уклон труб разводки – подача в сторону радиаторов, обратка в сторону камина;
3. теплообменник камина должен располагаться ниже центра батарей отопления.

Хотя в открытой системе можно организовать принудительную циркуляцию, но тогда она станет энергозависимой.

Закрытый вид

Таких условностей лишены водяные системы каминного отопления закрытого типа. У них циркуляция теплоносителя осуществляется принудительно при помощи насоса, а расширение компенсирует бачок мембранного типа. С другой стороны, закрытая система нуждается в дополнительных мерах безопасности – установка термозащиты и предохранительного (подрывного) клапана.

Важным моментом является возможность совмещения открытой и закрытой систем, когда камин выступает в роли дополнительного источника обогрева. Тогда для подключения применяется пластинчатый теплообменник, в котором происходит теплопередача между контуром камина и контуром системы отопления.

Доставит тепло во все уголки дома! Кирпичная печь с водяным контуром: особенности, порядовка

Водяной контур — это подача воды в отопительные приборы после нагревания в печи. Эта система — аналог твердотопливного котла, нередко её используют как альтернативный способ отопления.

В случае с кирпичной печью водяной контур дополняет систему обогрева здания с помощью дров.

Это выгодно в случае внезапного отключения центрального газового отопления на жилых площадях, превышающих 100 кв. м.

Основным элементом, нагревающим воду, является теплообменник — его ещё называют водяной рубашкой, змеевиком, регистром или даже котлом. Через него проходит и нагревается теплоноситель — вода, которая потом поступает в систему труб и батарей, разведённых по дому. Вода двигается по нагревательным элементам самостоятельно либо под действием насоса. В последнем случае тепло распределяется более равномерно.

Варианты конструкций кирпичных печей с отопительным контуром

Вариант печи с водяным контуром, которую устанавливают в доме, выбирают, учитывая ряд условий. К ним относятся:

• наличие другой ОС;
• площадь помещения;
• сезон проживания.

Фото 1. Постройка кирпичной печи с водяным контуром. Внутрь монтируется теплообменник, изготовленный из труб.

Если в доме уже установлена отопительная система (ОС), необходимо интегрировать печной вариант в качестве альтернативного с сохранением существующей разводки коммуникаций. Площадь помещения напрямую влияет на эффективность обогрева, поэтому имеет смысл задуматься о печи, способной хорошо держать тепло, а также позаботиться о разводке, доставляющей его в отдалённые участки здания. Сезон проживания позволяет понять, делать конструкцию с расчётом на круглый год или только на холодное время.

В топочной камере кирпичной печи устанавливается важная часть всей системы — теплообменник. Он может иметь разную конструкцию. Существующие схемы и чертежи предлагают несколько распространённых вариантов — из труб, листовой стали и батареи.

Теплообменник из труб

Основой первого варианта служат металлические трубы, сваренные в прямоугольную конструкцию. Обычно она имеет меньшие размеры, чем топочная камера кирпичной печи и устанавливается в неё на некотором расстоянии от стенок. Это необходимо для расширения металла при нагревании. Сама форма трубок теплообменника диаметром до 50 мм позволяет хорошо прогревать протекающую через них воду. Ключевой особенностью этого варианта является то, что при выходе из строя какой-то из трубок, её легко заменить.

Теплообменник из листов стали

В теплообменнике из листовой стали вместо труб используются заполняемые водой камеры.

Фото 2. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из листов стали. С двух сторон устанавливаются трубы для горячей и холодной воды.

В отличие от варианта из труб, площадь листового резервуара больше, а значит и передача тепла протекающей через него жидкости выше, но срок службы более короткий. При этом в обоих вариантах при близких габаритах 36х40х80 см обязательно используются ещё две трубы: на выход горячей воды сверху и на вход обратки снизу.

Водяная рубашка из батареи

Есть ещё один вариант — теплообменник из старой батареи. Несколько чугунных секций вполне способны обеспечить подачу тепла в отопительную систему. Плюс такого подхода — отсутствие затрат на изготовление и материалы.

Однако минус — большие размеры секций, которые придётся размещать не в топочной камере, а в отдельном отсеке кирпичной печи. К нему тепло поступает по отдельному каналу в кладке. Учитывая толщину стенки батареи (около 3 мм), отсутствие прямого контакта с огнём не лучшим образом повлияет на КПД. Да и большой вес потребует прочного фундамента.

Фото 3. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из старой чугунной батареи. Конструкция устанавливается не в топочной камере.

Как выбрать проект? Порядовка

В первую очередь определитесь с условиями, в которых печь с водяным контуром будет функционировать. Если это интеграция в существующую ОС, важно обеспечить взаимозаменяемость в эксплуатации уже имеющихся коммуникаций. Для самостоятельного варианта важно определить площадь, которую будет обогревать система. Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи.

Другое дело — если площадь, количество комнат и этажей больше. Наконец, важно понять, будет ОС использоваться круглый год или только в холодное время. Если в доме живут летом, а зимой он простаивает, то после холодов и морозов система будет требовать восстановительных работ, что повлечёт дополнительные расходы.

Фото 4. Пример порядовки кирпичной печи с водяным контуром: изображены начальные этапы строительства с 1 по 20.