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.

Русская печь с водяным контуром для отопления дома

Истинно русским атрибутом дома в нашей стране считается кирпичная печь. О ней сложено немало былей и сказок, она обладает лечебным эффектом, с ней тепло и уютно, как в детстве. Представляет собой агрегаты, способные обеспечить теплом не только угол, где она, собственно, и стоит, а и весь дом. О том, как вернуть оправдавшую себя веками конструкцию и сделать отопление максимально эффективным – описано ниже.

Русская печь – прародительница всех отопительных агрегатов

Конструкция состоит из топки, зольника и системы отвода продуктов сгорания. Особенности печи можно рассмотреть ниже:

1. Выделение тепла от русской печи не идёт ни в какое сравнение с известными агрегатами – до 6500 Ккал. Рассчитав приблизительное количество топлива, можно с уверенностью сказать, что система является экономически выгодной. А если будет устроена русская печь с водяным отоплением, то эффективность возрастёт в 2-3 раза.
2. Как правило, для русской печи в виде топлива характерны дрова. В некоторых случаях уголь – если конструкция позволяет выводить тяжёлые газы. Этот вид топлива не затратен и при условии его беспроблемной доставки, хлопот владельцы не встретят.
3. Необходимость в постоянной топке отпадает – уголь или дрова помещаются внутрь 2-3 раза за сутки. Даже если печь оборудована с водяным котлом, расход топлива не возрастёт.
4. Кирпич для кладки русской печи является доступным материалом, покупка которого даже для большого агрегата не разорительна. Окупается конструкция достаточно быстро.

Несправедливо было бы не сказать о недостатках русской печи. Однако каждый из них можно и нужно исправлять. Итак:

Постоянный контроль над топочным процессом. То есть оставить печь с водяным котлом, русская бы она была или иного типа, без присмотра нельзя. Придётся следить за дымовыми каналами при закладке топлива и чистке зольников.

Возможно, какой-либо из них окажется забитым или деформированным, что, естественно, повлияет на горение. Кроме того, нельзя перекрывать дымоходы, перед тем как лечь спать, не удостоверившись, что угли внутри не имеют синего пламени – это выделение углекислого газа. Несчастья тогда не избежать.

В межсезонье использовать печь для отопления нельзя. Она будет долго чадить и разгораться, забивая каналы сажей. Связано это с тем, что тяга при морозе гораздо лучше, чем в плюсовые температуры – давление низко и возникает обратный процесс.

Кладка печи должна происходить только специалистом – раньше хорошие печники ценились на вес золота. В идеале, печное отопление с водяным контуром, схема которого была предложена мастером, им и производится. Поэтому обращаясь в компанию по соответствующим услугам, следует заказывать весь комплекс, от кладки до розжига.

Отопление русской печью с водяным котлом – самостоятельная кладка

Отличается такая система от простой печи с колосниковой решёткой для загрузки топлива тем, что внутрь вставлен теплообменник. Улучшить работу и сделать её более продуктивной помогают циркуляционные насосы – они устанавливаются рядом с расширительными баками.

Как кладётся русская печь с водяным отоплением своими руками – описано ниже.

Конечно, в первую очередь это кирпич. Его виды для кладок печей многочисленны – красный, пережжённый и шамотный. Первый вариант используют для наружных работ, второй для фундамента, третьим выкладывают топку внутри.

Если владельцы желают получить исключительное декорирование, то по окончании изготовления печь облицовывается клинкером. Рассчитать нужное количество несложно, если знать точные габариты печи и параметры кирпича.

Глина. В кладке печей не используют цементных растворов, если только речь не о фундаменте для печи, который идёт от основания дома.

Всё дело в том, что такие составы не выдерживают слишком больших температур и способны трескаться, образовывая щели, через которые наружу будут выходить дымовые газы.

К тому же если потребуется разобрать часть печи для чистки или замены элемента, сделать это будет весьма проблематично.

Песок. Годится только тот, что добывается в карьерах. Речной не подойдёт из-за округлой фракции – так адгезия с глиной и кирпичом будет хуже. Песок не должен иметь примесей, грязи, пыли – перед применением его промывают и даже прокаливают.

Гипс, алебастр. Его применяют для быстрого застывания глиняного раствора. Эту особенность следует учесть и разводить столько раствора, сколько, возможно, быстро выработать, иначе будут образовываться твёрдые комки, непригодные для работы.

Кроме описанных материалов для кладки печей применяются разнообразные присадки и сырьё, препятствующее возгоранию – асбест, строительный войлок, рубероид.

Последний используется для гидроизоляции фундамента.

Изготовление котла

Несведущие обыватели полагают, что русская печь с водяным отоплением представляет собой подобие кастрюли с трубами, проходящими сквозь кирпичную кладку. Это не так, хотя существуют котлы цилиндрической формы – они больше используются в металлических агрегатах, работающих от твёрдого топлива, на электричестве или солярке.

Для кирпичной печи котёл представляет собой совокупность трубок, приваренных к другой, большего диаметра и работающей как подача в системе печного отопления. Устроенные в виде буквы П, они будут омываться языками пламени, что позволит носителю нагреваться с высокой скоростью и циркулировать по всей системе.

Кладка

Доморощенному печнику следует запомнить основные правила, по которым ведётся процесс:

Не использовать для топочной камеры обычный кирпич – только огнеупорный шамотный.

Экономить на материал нельзя, снижая толщину стенок – это сделает конструкцию недолговечной и опасной.

Уделять внимание герметичности швов. Если есть сомнения в собственных пропорциях, составляющих раствора из глины и песка, то стоит приобретать готовые смеси в виде сухого клея для печей. Швы при этом будут получаться тонкими и потерь тепла станет намного меньше.

Для кладки требуется использовать специальные порядовки – приспособления, обеспечивающие контроль за горизонтальными и вертикальными элементами. Кроме того, порядовка русской печи с водяным отоплением необходима, так как допустить перекоса котла внутри нельзя.

Сушка

Когда печь готова, эксплуатировать её сразу нельзя – при большой температуре, швы пойдут мелкими трещинами и срок службы уменьшится как минимум вдвое. Есть два способа высушить готовую печь:

Естественным путём. Открываются все ходы печи – топка, зольники, газоходы и тогда агрегат получает со всех сторон вентиляцию.

К сожалению, такой способ не подходит, если русская печь с котлом водяного отопления выстраивается в период осени-зимы – тепло от альтернативного источника будет в буквальном смысле уходить в трубу. Да и занимает времени такой период от полугода и больше.

Принудительным. Небольшими охапками в топке сжигается щепа при плотно закрытых дверцах и зольниках. Открытыми остаются только газоходы.

Когда первая охапка сгорит, печь проветривают и через некоторое время, сжигают вторую. Таким образом, процесс сокращается до трёх недель. Этот период нужно выдержать обязательно.

Если на поверхности печи не появилось видимых изменений, то агрегат готов к растопке.

Отопление русской печью по схеме Ленинградка

Система является самой экономичной среди подобных. Схема представляет собой простой однотрубный проект, приемлемый для одноэтажного дома. Центром становится печь, которая генерирует энергию топлива в тепловую.

Вода получает температуру из котла, а затем посредством трубной разводки носитель распределяется по всему дому. Простота заключается в последовательном соединении всех элементов, участвующих в отоплении – печь, водяной бак, радиаторы. Экономичность выражается в небольшой протяжённости труб. Однако есть и недостатки:

1. Небольшое давление внутри системы, делает печное отопление с водяным контуром схема Ленинградка не слишком продуктивным. Потребуется включение в составляющие циркуляционного насоса, что, естественно, повлечёт за собой траты на электроэнергию.
2. Нет возможности установить разводку для полотенцесушителей или тёплого пола.
3. Теплоотдача неравномерна – последний радиатор получает гораздо меньше температуры в носителе. Он успевает остывать, пока дойдёт до крайней точки.

Перед тем, как монтировать систему по этому принципу самостоятельно, имеет смысл узнать о тонкостях у профессионала – такая схема подойдёт небольшим дачам или гаражам, где наличие эстетической составляющей неважно. Если владельцы согласны на конструкцию отопления по этой схеме, то сделать её просто. Как – ответ выше.