Котел в кирпичную печь для загородного дома своими руками

В последние годы все большую популярность набирает частное домостроение, так как городские жители переезжают в пригород, чтобы наслаждаться свежим воздухом и чистой природой. Однако не все пригороды обеспечены магистральным газоснабжением, а потому при постройке загородного дома возникает вопрос: как организовать его отопление? Применение электрического отопления тоже не всегда целесообразно, так как электрическая цепь бывает не в состоянии выдержать столь большие нагрузки.

Прежде чем возводить котёл в печи, сначала необходимо почистить от загрязнения радиаторы и тщательно промыть горячим раствором соляной кислоты 6%.

В таких случаях практически идеальным вариантом является кирпичная печь с водяным котлом отопления.

Такая печь способна без проблем обогреть дом любой конфигурации с площадью до 100 м 2 . Принцип работы такой схемы заключается в том, что тепло для отопления дает печь, а непосредственный обогрев комнат производят трубы отопления, которые нагреваются под действием жидкостного теплоносителя из котла в печи. Такая система обеспечивает довольно высокий КПД и теплоотдачу.

Простые правила эффективного теплообменника

Если в доме есть готовая кирпичная печь, то организация водяного отопления своими руками — довольно несложная задача. Для этого достаточно поместить в топку самодельный котел в виде змеевика или любой другой формы. Главное, что необходимо учитывать при этом:

• Перепад высоты между выходом жидкости из теплообменника и входом в него;
• Необходимо обеспечить максимально возможную площадь его поверхности;
• Теплообменник не должен мешать загрузке и горению топлива.

Если же сооружается печь своими руками, то котел для кирпичной печи можно сделать максимально эффективным. Для этого необходимо соблюсти несколько важных условий:

• Продукты сгорания должны выходить из дымохода максимально холодными;
• Большая теплоотдача печных газов внутри печи повышает ее КПД;
• Теплообменник лучше всего помещать в дымоходе, а не в топке.

Возможно, эти правила покажутся несколько странными, ведь по логике лучше всего теплообменник должен нагреваться на открытом пламени топки. Однако необходимо учитывать и другие процессы, происходящие в печи. С точки зрения физики, пламя — это сгорающие частицы топлива. И если мы будем отбирать у этих частиц тепло, тогда они не будут сгорать полностью, что снизит полезность печи.

Схема подключение котла к отопительной системе.

Кроме того, для лучшего нагрева теплоноситель должен двигаться навстречу потоку тепла. Только таким образом сохраняется разница температур между разными частями теплоносителя, повышая эффективность нагрева и обеспечивая лучшую его циркуляцию внутри системы.

Еще одним плюсом такого расположения нагревательного бака является то, что на нем образуется меньше конденсата, что способствует отсутствию коррозии.

Необходимые материалы

Для сооружения кирпичной печи с котлом обогрева понадобится:

• котел отопления или радиаторы;
• схема кладки;
• кирпич для печи;
• колосники;
• трубы, для того чтобы вводить и выводить теплоноситель внутрь котла;
• необходимый инструмент.

Сооружение теплообменника

Можно легко соорудить эффективный котел своими руками. Если он будет выполнен в виде бака, то необходима высококачественная сталь, которая хорошо переносит тепловые нагрузки и коррозию из-за теплоносителя. Кроме того, материал изготовления должен обладать высокой теплопроводностью, чтобы повысить эффективность системы.

Толщина стенок бака должна быть в пределах 4-5 мм, что обеспечивает его прочность с одновременным быстрым прогревом. Стандартных размеров для такого теплообменника не существует, все зависит от конфигурации существующей или планируемой печи. Главное, чтобы высота бака была не менее 500 мм для лучшей циркуляции.

Если же теплообменник будет представлять собой змеевик или другой контур из труб, то тут также есть некоторые нюансы. Трубы для изготовления подобных конструкций должны быть толстостенными и не иметь швов. Если же бесшовную трубу найти затруднительно, то необходимо проварить уже имеющиеся швы, чтобы предотвратить возможную утечку теплоносителя.

Входную трубу лучше всего располагать у верхней части конструкции, а обратка располагается в любом удобном месте. Трубы свариваются не встык, а с фасками, чтобы избежать непроваренных участков, которые будут течь в дальнейшем. Минимальное расстояние между коленями конструкции 5-6 см, чтобы нагрев каждого колена был максимальным. Перед тем как поместить такой котел непосредственно в печь, необходимо наполнить его водой и проверить наличие течей, которые оперативно устраняются.

При помещении котла непосредственно в печь стоит придерживаться уровня, однако допускаются незначительные отклонения.

Котел для кирпичной печи из радиаторов

В качестве теплообменника могут быть использованы старые чугунные радиаторы отопления. Площадь поверхности каждого такого радиатора составляет 0,25 м 2 , что в несколько раз больше прямоугольного бака, занимающего такой же объем.

Перед тем как помещать систему радиаторов непосредственно в печь, необходимо убрать с них всю грязь, промыть сначала теплым раствором 6% соляной кислоты, а затем — водой. Картонные прокладки между секциями удаляются, так как в печи они выгорят, и через них будет вытекать жидкий теплоноситель. Все прокладки заменяются асбестовыми нитями, пропитанными графитовым порошком.

Необходимое количество секций радиаторов скрепляются между собой. Входную и выходную трубы располагают по диагонали, остальные отверстия заглушаются пробками. Вся конструкция проверяется на наличие течи.

Если при работе установка не протекает, то она помещается непосредственно в печь. При этом, как уже говорилось ранее, располагается она не в самой топке, а в дымоходе. В данном случае это обусловлено еще и тем, что чугун нельзя нагревать на открытом огне, что чревато его разрушением. Входные и выходные трубы должны располагаться перпендикулярно полу. Для улучшения естественной циркуляции трубу-обратку можно пропустить через подпольное пространство, что увеличит разницу температур теплоносителя в системе.

Кладка кирпичной печи с водяным котлом

Кладка кирпичной печи с водяным котлом производится в следующей последовательности:

1. Заливается фундамент под местом расположения печи.
2. Пока фундамент сохнет, смешивается раствор глины и песка в соотношении 1:2. В зависимости от жирности глины эту пропорцию можно изменять. До начала приготовления смеси глина отмокает в воде в течение 10-12 часов (большие комки глины необходимо при этом размять руками). Перед началом кладки песок и глина тщательно перемешиваются.
3. На высохший фундамент выкладывается гидроизоляция — обычно рубероид с размером будущей печи.
4. Поверх гидроизоляции наносится слой раствора, выравнивается и укладывается первый слой кирпича. Следует учесть, что для внешнего слоя лучше использовать красивый кирпич, он будет выглядеть более эстетично. Внутренние слои можно формировать из бракованных или битых кирпичей.
5. Каждый слой кирпича тщательно покрывается раствором.
6. На необходимой высоте делается отделение для золы и непосредственно топка.
7. В отделении для золы размещается лист металла, для того чтобы в дальнейшем удобно было выгребать зольные остатки. Тут же устанавливается дверца поддувала.
8. За топкой, в передней части дымохода, устанавливается водяной котел. Для него сооружаются кирпичные выступы с металлическими уголками. Необходимо использовать уровень, чтобы предотвратить образование воздушных пробок. В самой топке закрепляется дверца для загрузки топлива.
9. Поверх котла ставится металлическая плита, формируется дымоход и система прочистки. Будет нелишним сделать отдельную дверцу для чистки котла от нагара.
10. На полу перед топкой закрепляется металлический лист, чтобы соблюсти правила противопожарной безопасности.

Схема устройства котла.

При первой растопке сделанной печи необходимо следить за исправностью системы и отсутствием течи. Помещение необходимо проветривать, так как зачастую при первой протопке возникают неприятные запахи выгорающих промышленных смазок и нагревающейся глины. Она производится не менее часа с максимально возможным количеством топлива.

Кирпичная печь с самодельным котлом — это один из лучших способов обогрева небольших загородных домов, который позволит насладиться теплом холодными зимними вечерами и сохранит ваш бюджет.

Котлы со скелетным теплообменником: какие бывают и как сделать своими руками

Кирпичный котел со скелетным теплообменником — это современная улучшенная модификация кирпичной печи, в которой эффективность нагрева увеличивается за счет установки внутреннего отопительного контура, выполненного в форме трубных регистров.

Их подключают к водяной системе отопления со стандартными отопительными приборами. Обычно такой источник нагрева устанавливается в домах печного отопления или в больших банях.

Целесообразность установки данного типа отопительных агрегатов зависит от системы дымоотвода и доступности помещения для размещения довольно габаритной конструкции.

Почему лучше устанавливать трубчатые теплообменники

Конструкцию теплообменника, предварительно сваренную из бесшовных труб, устанавливают непосредственно в топку. Существует множество вариантов проверенных конструкций, разных размеров и конфигураций, например, хорошо зарекомендовавшие себя печи Кузнецова.

Чертежи таких теплообменников можно скачать в интернете или изготовить самостоятельно.

Наиболее часто применяются трубчатые теплообменные поверхности двух типов:

1. Простой регистр выполняется в форме прямоугольника, могут устанавливаться как с одной стороны топки, так и с двух, и даже трех. Такие теплообменники просто обслуживать, при необходимости их замены или при ремонте, они легко вынимаются из топки, без разборки кладки. Поверхности нагрева со сложной конфигурацией требуют тщательного расчета, чтобы обеспечить надежную циркуляцию в горячих зонах и не допустить местный перегрев труб в топочной камере.
2. Теплообменный аппарат «паук» относится к сложным конструкциям и требует в обязательном порядке использовать бесшовные трубы. Эффективность работы у него выше, чем у простого теплообменника, поскольку он создает свод топочной камеры, что позволяет ему максимально снять температуру от дымовых газов.

В некоторых случаях в печь водяного отопления устанавливается плоские стальные теплообменники, действующие по принципу водяной рубашки. Если сравнивать плоскую и трубчатую систему, то преимущества будут у последней.

При одной и той же геометрии, у трубчатых теплообменников поверхность нагрева больше. Так, если развернуть стальную бесшовную трубу по ГОСТ 12132-66 с Ду=50 мм, то ее окружность составит 3,14х50= 157 мм.

При этом она займет в топке ширину только 50 мм, то есть ее поверхность в три раза выше, чем у плоской модели «водяной рубашки». Для того чтобы воспользоваться этим преимуществом, собирать такую конструкцию нужно с зазорами между труб.

Открытый огонь в топочной камере, через зазоры хорошо и быстро прогревает кирпич, что повышает в целом систему обогрева в доме или бане.

Принцип работы печи со встроенным трубчатым теплообменником

Кирпичные котлы со встроенным трубчатым теплообменником имеют водяной контур, соединенный с внутридомовой системой отопления.

Твердое или газообразное топливо сгорает в топочной камере, нагретые дымовые газы отдают тепло через стальные стенки теплоносителю, нагревая его до температуры 95 С.

Остывшие дымовые газы за счет разности температур удаляются в дымовую трубу и далее выбрасываются в атмосферу. Нагретый теплоноситель поступает в систему отопления и движется по внутреннему контуру к приборам отопления, где через радиаторные поверхности нагрева, отдает тепло внутреннему воздуху в помещении и остывает.

Далее он возвращается в кирпичную печь, под воздействием естественной циркуляции, вызванной температурным напором на входе и выходе сетевой воды из кирпичного котла.

Если в котел будет вмонтирована сложная конфигурация трубчатого теплообменника, возможно, будет создано большое гидравлическое сопротивление, что не позволит хорошо циркулировать воде в контуре.

Для печей работающий на газовом топливе, имеющим горелочное устройство, можно установить комплекс автоматики с первичными датчиками управления и погодозависимым регулированием, которые обеспечат 100 % автоматизацию процесса горения.

Плюсы и минусы котла со скелетным теплообменником

У печей оборудованных водяным контуром, которые используются для обогрева индивидуального коттеджа, существуют как преимущества, так и недостатки. Собственнику жилья необходимо их учитывать, перед тем как принимать решение об установки такого источника нагрева.

Кроме того потребуется выбрать размеры топки, которые по тепловым показателям обеспечат надежное отопление дома. При использовании твердого топлива объем топочной камеры должен обеспечить работу источника в течение 8-12 часов от одной загрузки.

Преимущества печи со скелетным теплообменником:

1. Низкие удельные нормы расхода топлива на выработку тепловой энергии по сравнению с обычными печами.
2. КПД печи с водяным отоплением может достигать КПД твердотопливного котла.
3. Низкая стоимость монтажа и установки за счет использования имеющейся печи и дымоотводящих каналов.
4. Возможность обвязки контура отопления с внутридомовой отопительной системой.
5. Конструктивная возможность интегрировать печь в существующий дизайн помещения.

К минусам печей со скелетным теплообменником, работающих на твердом топливе, можно отнести необходимость постоянного обслуживания печи по загрузке топлива, отсутствие системы защиты и регулирования. В связи с этим в помещении могут создаваться зоны недогрева или перегрева.

Как сделать новую печь с водяным отоплением

В интернете много чертежей, чтобы выполнить печь отопления своими руками. При отсутствии практического опыта у застройщика, надежнее поручить такую работу профессионалам, которые выполнят ее, учитывая требований пожарной безопасности и правил эксплуатации.

Алгоритм возведения печи со скелетным теплообменником:

1. Подготавливают теплообменник по размерам топочной камеры.
2. Сооружают кирпичный фундамент для печи, под основу укладывают гидроизолированный рубероид.
3. Низ топки и поддувало выкладывают шамотным кирпичом, разделив их чугунной решеткой.
4. Устанавливают скелетный теплообменник и выкладывают стену из кирпича с использованием порядовки. Обеспечивают размер топки, чтобы между ними был зазор до 2 см.
5. Впереди топки устанавливают дверцу.
6. Сзади топочной камеры оставляют канал для дымоотводной системы.
7. Сверху топочной камеры может быть установлена чугунная варочная плита.
8. Дымоотводной канал выполняют из кирпича или стальной трубы.
9. Дают время хорошо просохнуть кладке, затем к патрубкам теплообменника подключают внутридомовую отопительную систему, в которой должны быть грязевик, запорно-регулирующая арматура, воздушники, расширительный бак и радиаторы, соответствующие тепловой нагрузке отапливаемого помещения.
10. Напоследок производят опрессовку отопительной системы, пробную топку и проверяют работоспособность нагревательного оборудования.

При возведении печного источника отопления, важно обратить внимание на толщину стенок, которую выполняют из огнестойкого шамотного кирпича. Она зависит от вида топлива, для устройств, работающих на угле, стенки выполняются более широкими.

Это ограничение не должно игнорироваться, иначе печи станут очень быстро прогорать, и придется устанавливать новую конструкцию.