Печное водяное отопление принцип работы

Водяное отопление от печи на дровах: как сделать своими руками

Испокон веков печь в доме являлась центральной фигурой в прямом смысле слова – дом строился вокруг нее. На печи готовили пищу, на ней спали, и она обогревала дом. Современные люди лишены всего этого удовольствия, так как пищу мы готовим на газовой или электрической плите, а дом обогревает котел отопления. Именно отсюда и растут ноги у такой системы, как водяное отопление от печи на дровах – это отличная попытка современного человека собрать нечто среднее между стариной и нынешними днями и наслаждаться преимуществами, собранными во времени. В общем-то, обо всем этом пойдет разговор в данной статье, в которой вместе с сайтом santexservis.by мы ознакомимся с преимуществами, которыми обладает водяное отопление от печи на дровах, его устройством и технологией самостоятельного изготовления.

Водяное отопление от печи на дровах фото

Водяное отопление от печи на дровах: преимущества и недостатки

Ни для кого не секрет, что печное и современное водяное отопление обладает рядом существенных недостатков. К примеру, печь нагревает воздух, транспортировать который на большие расстояния весьма сложно. В отличие от этого, водяное отопление имеет все шансы замерзнуть в зимний период. Таких недочетов и у того и у другого отопления весьма немало, а комбинирование их в одну систему позволяет устранить ряд таких недостатков как с одной, так и с другой стороны. Естественно, не все так гладко, как может показаться с первого взгляда – та же проблема с замерзанием теплоносителя или же постоянного участия человека в процессе загрузки дров в печь практически нерешаема. Но тем не менее в совокупности использование этих систем отопления как единого целого дает целый ряд положительных аспектов.

  • В первую очередь, человек получает возможность наслаждаться видом огня – так сказать, греться, сидя у очага и получая при этом лучистое тепло, которое выделяется от печи в большом количестве. Это полезно для нашего организма.
  • Далее универсальность и широкие возможности подобных систем отопления. С одинаковым успехом они могут работать не только для обогрева дома и выступать в качестве камина – кроме этого, печь для водяного отопления дома на дровах в состоянии обеспечивать горячей водой. Мало того, она может даже служить в качестве кухонной плиты с духовкой и конфорками.

Такая система оправдывает себя далеко не в каждом случае. К примеру, наличие печи в доме дает возможность устроить водяное отопление, не приобретая при этом газовый или какой-либо другой котел. Также, принимая решение сделать водяное отопление от печи на дровах, следует учитывать и отрицательные моменты, которых тоже весьма немало. В первую очередь, это постоянное участие человека в процессе отопления – дрова необходимо постоянно загружать. Второй момент заключается в огромном количестве тонкостей использования такого отопления – к примеру, если в разогретый теплообменник дровяной печи подать холодную воду, то он попросту лопнет. Весьма негативно может сказаться на изделии в целом и перегрев теплоносителя. Кстати, управлять температурой такого отопительного прибора довольно сложно, а без постоянного контроля контур водяного отопления может закипеть и взорваться. Я не пугаю, просто все это дело нужно предвидеть и держать на постоянном контроле.

Схема и принцип работы водяного отопления от печи на дровах

По большому счету, принцип работы водяного отопления от печи на дровах точно такой же, как и у систем, использующих для нагрева теплоносителя стандартные газовые котлы – все то же самое, кроме нагревателя. В данной ситуации в качестве нагревателя выступает печь, в которую монтируется специальный теплообменник. К слову, о конструкции такой печи – можно сказать, что теплообменник может быть смонтирован в разных частях дровяной печи.

  • Топка. Это самое распространенное место для установки теплообменника. Именно топка позволяет установить его быстро, не нарушая целостность печи и не ухудшая ее работоспособность. Кроме того, именно в топке теплообменник будет иметь прямой контакт с огнем, что способствует более эффективному нагреву теплоносителя.
  • Дымоход. С этим элементом печи дела обстоят не совсем хорошо – можно даже сказать, что устанавливать теплообменник в дымарь крайне не рекомендуется. Он уменьшает сечение дымохода, и по этой причине печь начинает работать не совсем корректно – возможно даже появление обратной тяги, что чревато последствиями.

Некоторые домашние умельцы пытаются устанавливать теплообменник в стены печи вокруг топки – решение вообще неправильное, и последствия такого необдуманного решения обычно не заставляют себя долго ждать. Как правило, это разрушенная кладка и дым в помещениях домах. Дело в том, что у любого материала имеется коэффициент температурного расширения. Металл не является исключением, и при нагревании он расширяется, тем самым нарушая кладку. В общем, единственно правильным местом для установки теплообменника остается топка печи. Но и с ней не все так гладко, как может показаться с первого взгляда – установить в нее теплообменник, так сказать, без серьезных последствий для человека и печи можно только придерживаясь определенных правил, о которых мы и поговорим дальше.

Читайте также:  Лучшие внутрипольные конвекторы для дома

Как сделать печь водяного отопления на дровах: установка теплообменника

Скажем так, тонкостей в процессе установки теплообменника в печь не так уж и много, и самая главная из них заключается в том, что печь должна быть рассчитана на использование теплообменника. В смысле того, что этот момент необходимо учитывать при ее проектировании и строительстве. В противном случае придется идти от обратного и подгонять теплообменник под возможности существующей печи, что не совсем удобно и, самое главное, это то, что такое решение может оказаться не совсем неэффективным. Кроме этого момента, если говорить уже о непосредственном монтаже теплообменника в печь, можно отметить еще и следующие нюансы.

  • Конструкция теплообменника. Она должна быть тщательно продуманной и ни в коем случае не нарушать нормальной работы печи. В каждой отдельно взятой ситуации конструкция этого элемента водяного отопления может быть разной. Если вы не специалист в этом вопросе, то за дело лучше не браться.
  • Изготовленный по индивидуальному проекту теплообменник в обязательном порядке должен быть испытан под давлением. Это гарантия того, что контур водяного отопления будет работать исправно на протяжении длительного времени, то есть печь не придется разбирать для устранения неполадок.
  • Чтобы компенсировать температурное расширение металла, между стенками топки печи и самим теплообменником нужно оставить зазор в полтора-два сантиметра. Этот момент нужно обязательно учесть при проектировании теплообменника.
  • Места выхода труб теплообменника из печи наружу замуровывать не нужно – этот момент связан с температурным расширением металла. Оставленный для компенсации этого расширения зазор вокруг труб заполняется жаростойким уплотнителем.

В принципе, это все нюансы, которые необходимо соблюдать в процессе самостоятельной установки теплообменника в дровяную печь. И единственное, что остается еще здесь добавить, так это сказать несколько слов по поводу материалов, из которых изготавливаются теплообменники. Их немного – медь, сталь, чугун, нержавейка. Первый – самый эффективный, второй самый дешевый, третий отлично противостоит коррозии, а четвертый является самым дорогим и одновременно самым лучшим.

И напоследок темы, водяное отопление от печи на дровах, скажу несколько слов об одной конструктивной особенности, вернее разновидности теплообменника по конструкции. Они могут быть двух типов – трубчатые и изготовленные из листовой стали. Как ни странно, но трубчатый теплообменник менее эффективен – он получил свое распространение исключительно благодаря простоте в самостоятельном изготовлении.

Печь с водяным контуром для отопления дома: особенности печного отопления + выбор оптимального варианта

Дрова и уголь остаются во многих регионах наиболее доступными видами топлива, с помощью которых отапливаются частные коттеджи. Однако печной обогрев выбирают не только из-за дешевизны и общедоступности энергоносителя, но и из-за низкой цены его обустройства.

При этом помимо множества плюсов печь с водяным контуром для отопления дома имеет и массу минусов. Далеко не всегда такой вариант бывает оптимальным. Давайте попробуем разобраться в нюансах такой системы отопления.

Особенности обогрева на базе печки

Печное отопление – норма для российских деревень, надежность и практичность которого проверенна веками. И сегодня во многих деревенских домах стоят печи с плитой для готовки пищи и подом для выпечки хлеба.

Одни из них оборудуются водяным контуром отопительной системы, а другие нет. Но выкидывать их и менять на современные котлы хозяева сельского жилья не спешат. Более безотказного и беспроблемного способа обогрева еще не придумали.

В качестве топлива в подобных деревенских печах сжигают:

Принципиальной разницы между этим типами топлива с точки зрения устройства печки внутри и разводки системы водяного отопления по частному дому нет. Одни из них дают больше жара, а другие прогорают дольше. Но конструкция топки и схема разводки труб с теплоносителем по комнатам во всех случаях одинаковы.

Среди достоинств печного отопления числятся:

  • отсутствие зависимости от наличия в сети электроэнергии;
  • сравнительно низкая стоимость устройства отопительной системы;
  • дешевизна твердого топлива и возможность использования разных его видов;
  • предельная простота эксплуатации;
  • длительная отдача тепла (для кирпичных конструкций);
  • универсальность – подходит одновременно для обогрева и готовки еды.

Если частный дом невозможно подключить к магистральному газу, то дровяная печь будет наилучшим выбором для его отопления.

Единственное исключение – когда уголь или дрова недоступны в конкретной местности. Но такой вариант в России является скорее исключением, нежели нормой.

Также из недостатков печного отопления следует упомянуть:

  • долгий прогрев системы до начала теплоотдачи;
  • потеря массы полезного пространства в доме из-за массивности печи;
  • большой вес печной конструкции из кирпича;
  • низкий КПД из-за ухода значительного объема тепла в трубу;
  • высокая пожароопасность при неправильной эксплуатации.

Кирпичная отопительно-варочная печь для частного дома с водяным отоплением в зависимости от конструкции и количества рядов может весить от 1,5 до 10 тонн. Плюс сюда добавляется вес трубы.

Фундамент для такой массы требуется мощный и дорогой по затратам, что также можно назвать минусом рассматриваемых отопительных систем.

Читайте также:  Конвектор pdf to dwg

Устройство печного водяного отопления

Печь для рассматриваемой системы обогрева в идеале необходимо рассчитывать и строить одновременно с домом. Если жилое строение уже возведено, то поставить в нем печную конструкцию из кирпича будет сложно. А зачастую это и вовсе оказывается невозможно из-за необходимости делать прочный фундамент и перестраивать стропильную систему.

Водяное отопление на основе печи состоит из:

  • непосредственно печки (металлической либо кирпичной);
  • теплообменника внутри или вокруг печной топки, а также в форме змеевика вокруг дымохода;
  • разнесенного по дому контура с теплоносителем и расширительным бачком на чердаке.

Также в отдельных случаях эта отопительная система дополняется циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Однако такой расширенный вариант применяется крайне редко, так как требует бесперебойного электропитания и приводит к удорожанию всей схемы.

А основной плюс водяного печного отопления – дешевизна устройства. Дополнять его дорогостоящими и склонными к поломке элементами не стоит.

Схема циркуляции воды в контуре

Система водяного отопления в домах выстраивается с естественной (гравитационной) либо принудительной циркуляцией теплоносителя. Если она делается на базе дровяной печки, то лучше всего предпочтение отдать первому варианту.

Водяное печное отопление рекомендуется обустраивать только в одноэтажных домах площадью до 150 м 2 . В этом случае его можно сделать гравитационным без дополнительных насосов.

Если необходимо обогреть коттедж в пару и более этажей, то лучше осуществлять это на базе более мощного котла. Печь для таких строений придется сооружать просто огромную, что дорого в реализации. Да и объемы топлива придется в нее закладывать каждый раз немалые. А делать так крайне не рекомендуется из-за увеличения рисков возникновения пожаров.

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

  • теплообменника в составе печки;
  • контура из металлического трубопровода;
  • радиаторов (обычно заменяются толстыми трубами в комнатах);
  • расширительного бачка.

Если водяной обогрев в загородном доме решено делать своими руками, то лучше его проектировать именно по этой схеме. Монтаж и расчет такого варианта выполнить проще, чем с принудительным движением воды.

Если бойлер автоматизирован и воду греет постоянно по мере необходимости, то дровяная печь протапливается раз или два в сутки. Именно в эти моменты теплоноситель в печной топке и нагревается, чтобы отдать тепло в помещениях. После гонять его насосом по трубам контура бессмысленно. Воду все равно ничто в холодной топке не будет подогревать.

Делая выбор в пользу печи на дровах или угле, хозяева частных домов обычно рассчитывают получить автономную систему обогрева. Если поставить в нее насосное оборудование, требующее для работы питание из электросети, то об автономности говорить будет сложно.

Печь – кирпичная или металлическая

Печь из кирпича дольше нагревается, но и дольше отдает тепло пространству вокруг себя. Аналог из стали наоборот быстро греется и также быстро после прогорания топлива остывает. Частично эта проблема решается за счет наличия в водяном контуре больших объемов теплоносителя.

Однако чем больше воды приходится хранить в системе, тем дороже она выходит по материалам.

Печь из стали под водяное отопление мощностью 5–15 кВт – без топлива и воды это конструкция весом 100–300 кг. Такую буржуйку без опаски можно поставить на усиленные лаги. Печные фундаменты требуется заливать, когда печка весит более 700–800 кг. Вот если она кирпичная, то без бетонных работ тогда точно не обойтись.

В сравнении с металлической, печь из кирпича весит больше, стоит дороже и сложнее в монтаже. Однако у нее выше КПД и меньше риски заморозки контура с порывом труб из-за образования внутри льда. Если все решено делать капитально для себя и постоянного проживания, то выбор рекомендуется останавливать на кирпичном варианте.

Трубы – нержавейка или металлопластик

Если система отопления строится на базе водогрейного котла, то обвязку его разрешается делать не только стальными трубами, но и металлопластиковыми и полипропиленовыми. Однако если воду будет греть дровяная печь, то контур с теплоносителем от нее стоит создавать только из нержавейки.

Металлопластик рассчитан на работу с теплоносителем, разогретым до 90–95 °С. Кратковременно он способен перенести и нагрев до 110–120 °С. При этом автоматика котлов и бойлеров изначально не допускает прогрев воды до таких градусов. Для теплых полов она нагревается до 30–45 °С, а для батарей до 60–65 °С.

Однако в случае с дровяной печкой температуры под сотню – не просто возможны, а далеко нередки. Рисковать и играть в русскую рулетку, делая обвязку этой печи с помощью металлопластиковых труб, не рекомендуется. Лучше всего предпочтение отдать более надежной нержавеющей стали.

Вдобавок выходящие из топки от змеевика патрубки для подсоединения труб контура точно будут нагреваться до сильно высоких температур. От открытого огня их отделяет менее полуметра. Подсоединять к ним любые пластиковые трубы опасно из-за риска расплавления последних.

Теплоотдача – радиаторы или регистр

Подача тепла из печки в контур отопления осуществляется порциями по несколько часов, пока в топке горят дрова или уголь. Если воды в отопительной системе мало, то дом быстро будет выстывать. Поэтому в деревнях подобный обогрев обычно и делается из толстых стальных труб, а не на основе более привычных горожанам радиаторов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит просто идеально.

Читайте также:  Отключили отопление счетчик есть

Проложенная по дому труба диаметром 80–120 мм из нержавейки – это отопительный регистр, состоящий из подачи от печи и обратки к ней. В дальней от топки комнате эти линии соединяются воедино, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль внешних стен.

Выглядит регистр не столь эстетично, как радиатор. Зато первый вариант сильно дешевле и проще в самостоятельном изготовлении, нежели второй. Для его реализации надо лишь иметь опыт обращения со сварочным аппаратом.

Площадь теплоотдачи для подобного контура рассчитывается умножением числа ПИ на диаметр и длину трубы. Плюс в расчетах надо учесть тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.

Однако, зачастую, подобные вычисления не производятся, а берется труба диаметром 80–100 мм и прокладывается по периметру всего жилого здания с закольцовыванием в дальней комнате. При этом регулировка теплоотдачи производится «на глаз» и опытным путем в результате накладывания того или иного объема топлива в топку.

Не зря контуры из регистров вкупе с водяными печами так распространены. Их не нужно даже рассчитывать, достаточно взять подходящую трубу и сварить сваркой.

Подбираем теплообменник для топки

Теплообменник в печку можно сделать из меди, стали либо чугуна. Медный вариант сразу лучше исключить из-за высокой цены. Самостоятельно спаять такое устройство крайне проблематично.

Чугун по техническим параметрам выигрывает у стали. Однако выполнить своими руками из него теплообменник для дровяной печки представляется проблематичным. Можно лишь взять для этого старую батарею. Но здесь надо учесть, что уплотнитель между ее секциями будет выгорать в топке. А это прямой путь к потере герметичности и выходу воды в топочную камеру.

Если теплообменник решено делать из чугунной батареи, то лучше всего брать для этого модели МС-110-300 или МС-90-300. Они небольшие и спокойно разместятся в топке. Площадь поверхности нагрева у них на каждое ребро будет порядка 0,14–0,16 м 2 .

Исходя из этих цифр, можно прикинуть – сколько потребуется секций для конкретного контура. На каждый 10 квадратов площади дома нужно 1 кВт, что будет приблизительно равно 0,1 м 2 площади нагрева теплообменника из чугуна.

Еще один момент использования чугунной батареи в качестве теплообменника – это проблематичность ее чистки от сажи изнутри топки. Время от времени топочную камеру необходимо чистить, а рельефные ребра «чугунки» будут этому сильно мешать.

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

  • змеевика из нескольких трубок;
  • рубашки из листовой стали.

Делают их из низкоуглеродистой стали Ст10…Ст20 с толщиной 4–5 мм. Если брать трубки, то диаметром 30–50 мм.

Трубчатый вариант в плане теплообмена более эффективен, но он и более трудоемок в изготовлении.

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Qy=K*(Tcp-Tk)

  • K – коэффициент теплопередачи материала (для низкоуглеродистых сталей берется 15–20, а для серого чугуна – 50);
  • Tcp – средняя температура нагревающей среды в топке (Tmax+Tmin)/2;
  • Tk – средняя температура теплоносителя (Tподачи+Tобратки)/2.

Если в печке будут сжигаться дрова, то Tcp=(700+300)/2=500 °С и Tk=(80+60)/2=70 °С. В итоге Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. То есть на квадратный метр обращенной к огню поверхности теплообменника выйдет приблизительно 7,5 кВт/час.

Для угля расчеты следующие – Tcp=(1000+600)/2=800 °С и Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.

Далее делим необходимую для обогрева конкретного дома мощность на вычисленную цифру, в зависимости от планов по использованию того или иного типа топлива.

Например, для коттеджа в 150 м 2 нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м 2 . Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.

Если выбран трубчатый змеевик, то его длина рассчитывается по формуле:

S=2*3,14*D*L

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

Параметры рубашки из стального листа вычислить еще проще, она обычно представляет собой два прямоугольника по бокам топочной камеры.

Выбор самого оптимального варианта

В уже построенном доме массивную кирпичную печь поставить будет сложно. Водяное отопление в этом случае лучше всего организовывать на базе металлической буржуйки, которую разрешается ставить на усиленный деревянный пол без заливки фундамента.

Однако если есть возможность сделать фундаментную основу как положено, то предпочтение стоит отдавать более надежной печной конструкции из кирпича.

Установка в рассматриваемый отопительный контур циркуляционного насоса и/или гидроаккумулятора – это пустая трата денег и ноль дополнительной пользы. Они лишь усложнят монтаж системы. А при отключении света эти устройства и вовсе создадут проблемы. Тогда как вариант обогрева без них при проблемах в электросети продолжит спокойно отапливать дом.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор формы теплообменника в дровяную печку:

Обзор кирпичной печи для водяного отопления в коттедже:

Устройство отопительно-варочной печки из кирпича с разбором порядовки конструкции:

Назвать водяное отопление на основе дровяной печи идеальным и высокоэффективным сложно. Но этот вариант обогрева частных домом самый надежный, а также дешевый и простой в реализации. Только дополнять такой контур циркуляционным насосом и автоматикой не надо. Они работают от электросети и делают всю системы неавтономной, нивелируя ее один из основных плюсов.

Оцените статью