Как сделать печь с котлом водяного отопления своими руками

Кирпичная печь с котлом водяного отопления – отличное решение для организации обогрева в загородном доме. Ниже мы подробно опишем, как организовать такую конструкцию своими руками.

Целесообразность установки печи с котлом

Отопление помещений печным способом занимает следующее место по экономичности после газового. Реальность такова, что газовые магистрали проходят не везде, поэтому приходится отапливаться дровами. Обычная дровяная печь обладает одним серьезным недостатком: эффективность обогрева достигается лишь в ближайшем помещении, и то, не совсем равномерно.

Можно выделить такие нюансы пользования дровяной печью:

• Комнаты, расположенные вдалеке, либо остаются холодными, либо их приходится дополнительно обогревать электричеством. Помимо этого, зачастую, мощные электрообогреватели попросту не от чего запитать. Так как на одну розетку приходится максимум в 3,5 кВт, а мощность устройства превышает 7 кВт, требуется и вовсе трехфазное питание.
• За отсутствием тепловой завесы окна постоянно потеют, покрываясь изморозью.

Решением данной проблемы будет разводка теплосети от печи по помещениям, и установка под окнами радиаторов для водяного отопления. Потребуется проделать минимум работы: соединить печь с котлом водяного отопления, и сделать соответствующую качественную разводку.

Делаем разводку для системы водяного отопления

Самой простой схемой отопления будет однотрубная, с естественной циркуляцией теплоносителя. Ее по другому еще называют гравитационной системой – в ней жидкость в зависимости от температуры, увеличиваясь и уменьшаясь в объеме, циркулирует по системе.

Более детально схема печного котла выглядит так:

• От теплообменника контур поднимается вверх – таким образом создается разгонный коллектор. В его конце устанавливают расширительный бачок открытого типа. Он необходим для сбора лишнего теплоносителя вследствие расширения, там же в него попадают излишки воздуха из отопительной системы.
• Далее основной контур по всему дому идет обратно от расширительного бака к теплообменнику, отдавая при этом все тепло радиаторам.

Чтобы в печи с котлом для отопления дома циркулирующая вода всегда могла двигаться по контуру, по всей его длине должен быть небольшой уклон. Для достижения наилучшей в нем циркуляции, конечная часть контура должна быть как можно ниже.

При врезке котла в печь для отопления своими руками контур делают из трубы как минимум в 32 мм, поскольку уменьшение внутреннего диаметра увеличивает давление в системе. Радиаторы устанавливают параллельно ей и оборудуются дросселем на подающей нитке, отсекающим вентилем на обратной пробке и воздушником на одной из верхних пробок. Тип подключения используется нижний или диагональный.

Изготовление теплообменника для печного котла своими руками

Простой способ

Допустим, имеется готовая кирпичная печь (отопительная, отопительно-варочная или обычный камин).

От нас требуется сделать разводку по дому и затратить при этом минимум средств. Легче всего в процессе встраивания котла в кирпичную печь сделать и разместить в топке обычный змеевик. Как правило, печь с теплообменником более эффективна и экономична. Стоит отметить, что можно использовать любую форму теплообменника.

Стоит учитывать такие три нюанса:

1. Предельную разницу высот на входе и выходе.
2. Максимальную площадь поверхности.
3. Теплообменник не должен мешать процессу горения и подаче топлива.

Желательно, чтобы теплообменник был сделан из жаропрочной нержавеющей стали. Хотя такой материал обойдется вам значительно дороже в сравнении со сталью, которая со временем поддается ржавлению, одно он прослужит намного дольше.

Более сложный и эффективный способ

В тех случаях, когда печь только возводится, можно добиться того, чтобы водяной котел в кирпичной печи работал максимально эффективно.

Чтобы этого добиться, потребуется выполнить такие условия:

• Продукты горения должны выходить из дымоотводящей трубы с предельно возможной температурой. Коэффициент полезного действия такой печи будет тем выше, чем больший объем тепла будет отдан внутри печи.
• Идеально, если теплообменник будет установлен за пределами топливника. Такой подход объясняется тем, что пламя, являясь летучим веществом, легко отдает свое тепло и охлаждается, в результате чего мы имеем частичное сжигание топлива, КПД печи ухудшается. Хотя, казалось бы, в топке присутствует самая высокая температура.
• Схема должна быть таковой, чтобы вода в теплообменнике перемещалась навстречу тепловому потоку. Иными словами, охлажденный теплоноситель должен встречаться с самыми холодными печными газами, а разогретый – с газами, имеющими более высокую температуру.

Таким образом, получится удерживать большую постоянную температуру между двумя участками, и можно будет добиться более эффективного отопления. Помимо всего прочего, на теплообменнике будет скапливаться намного меньше конденсата, который провоцирует ржавление обычной стали.

Данный способ обустройства печки с котлом водяного отопления очень прост – он подразумевает установку колпакового дымохода с размещенным внутри теплообменником, способным удерживать большое количество теплоносителя. Лучше всего в качестве теплообменника в данном случае использовать регистр, сваренный воедино из нескольких труб большого сечения.

Устанавливая котел в печку своими руками по такой схеме, получим следующие результаты:

1. Печные газы будут дольше оставаться в колпаке – самые горячие будут скапливаться в его верхней части, а их выход за пределы колпака будет происходить после того, как продукты горения остынут и опустятся вниз.
2. Отсутствуют какие-либо препятствия для горения в топливнике. Сгорание топлива будет происходить максимально эффективно.
3. Естественное движение потоков в находящемся в колпаке теплообменнике осуществляется снизу вверх. Самые холодные отработанные газы контактируют с теплоносителем, только что попавшим в теплообменник.

Если все условия по соединению котла для кирпичной печи с водяным отоплением будут полностью соблюдены, готовая отопительная система, созданная своими руками, получится максимально эффективной. Однако какой вариант теплообменника лучше всего подойдет именно для вас, решать только вам.

Сооружение теплообменника для печного отопления

Для автономной теплотрассы частного дома или бани применяется стационарная печка. За счет высокой теплоотдачи и КПД быстро нагнетается комфортная температура. Чтобы сократить затраты на обустройство системы, котел в печь отопления можно изготовить самостоятельно.

Необходимость котельного оборудования в отопительной печи

При сгорании топлива в печи полезное тепло направляется в воздух или утекает через дымоход. Маломощного отопительного агрегата в ряде случаев не хватает для эффективного прогревания теплоносителя. Печные котлы оправданы по нескольким причинам:

• полноценный прогрев дальних помещений – не нужно подключать дополнительные электрические приборы;
• создание тепловой завесы – окна не потеют, дом не подвергается процессам гниения;
• улучшение циркуляции внутри системы отопления – сохраняется разность температур на различных участках теплоносителя;
• устранение коррозии на металлических частях печи.

Совместить печной обогрев с радиаторной разводкой в доме можно при помощи встроенного в отопительную или варочную поверхность котла.

Изготовление теплообменника своими руками

Собственноручно допускается встраивать плоские, воздушные и трубчатые теплообменники. При сооружении устройства необходимо принимать во внимание трудозатраты и себестоимость проекта.

Простое приспособление

Плоский теплообменник повышает КПД печки, устанавливается в котел вертикально или горизонтально. С элемента легко снимать сажу и копоть, а за счет большого объема его можно адаптировать под нужды ГВС.

Пластинчатый рекуператор выглядит как труба большого диаметра, внутри которой находится меньшая. По ней двигается вода в нагретом состоянии, процесс охлаждения происходит в большом патрубке.

Своими руками конструкция изготавливается из медных трубок. Одна должна быть больше другой на 4 мм в диаметре. Работы выполняются так:

1. Крепление сваркой бокового тройника на две стороны трубки снаружи.
2. Установка меньшего по диаметру патрубка.
3. Приваривание элемента к торцам большой трубки в предварительно зафиксированном положении.
4. Монтаж коротких трубок на выходе к тройникам. Они нужны для движения теплоносителя.
5. Соединение деталей отрезками с поочередным привариванием тройников на боковые части в виде змейки.

Стальные трубки должны быть больше медных, сборка осуществляется поблоково.

Сложный рекуператор

Котел теплообменного типа для печного отопления выглядит как емкость с патрубками и нагревателем. Он состоит из двух секторов с взаимным нагревом. Теплоноситель циркулирует, попадая в замкнутый контур бака, греется до 180 градусов. Вода направляется в основную магистраль после прохождения по маленьким трубкам.

Чтобы сварить теплообменник самостоятельно, потребуются такие материалы:

• готовый резервуар вместимостью от 90 до 110 л;
• листовая сталь толщиной 2,5-3 мм, если бак делается своими руками;
• анод;
• 2 трубы из меди длиной до 4 м для ТЭНа;
• устройство, регулирующее мощность нагрева.

Установка теплообменника в печь — цифрами помечены входные и выходные патрубки

Перед началом работ необходимо сделать чертеж готового изделия, а затем приступать к сборке:

1. Установить резервуар на высоте 1 м от пола и на 3 м от печи.
2. Сделать два отверстия справа со стороны печки и наверху слева.
3. Подвести отвод для водогрейных приборов снизу, наклонив его на 2-3 градуса.
4. Подключить верхний отвод в обратном направлении с наклоном в 20 градусов.
5. Врезать в нижний отвод выходной 2 сливных крана – для емкости и для системы.
6. Герметично запаять отверстия для равномерного прогрева комнат.
7. Выгнуть медную трубку в виде спирали.

Готовый теплообменник наполняется водой и проверяется на предмет протечек. Если все в порядке, котел для печки можно вводить в эксплуатацию.

Создание схемы разводки отопления

Совмещать печь с водонагревательным котлом и подключать контур к отопительной системе можно по двум схемам.

Открытая система

Теплоноситель движется гравитационным способом, поэтому требуется установка циркуляционного насоса. Он ставится на байпас, снижает температурную разницу обратки и подачи, увеличивает скорость движения воды и качество теплоотдачи. Без электричества линия будет работать по принципу самотека.

Для его организации понадобится увеличить линию и горизонтальные наклонные в диаметре. Открытую систему оснащают разводящим коллектором на 32 мм с наклоном от 3до 5 мм на каждый погонный метр. Расширительная емкость находится вверху, в нее поступает воздух из коммуникаций.

Закрытая система

Радиаторная сеть предусматривает принудительное движение воды. Тягу в данном случае создает насос. Он же нагнетает давление от 1 Бар для холодного теплоносителя. Резервуар мембранного типа, находится снизу. Для его соединения с магистралью применяется отсекающий кран. Устройства безопасности (воздухоотводчик, манометр, спускной клапан) ставятся обязательно.

Автономный котел в кирпичную печь лучше подключать по самотечному способу.

Мнение экспертов о самодельном теплообменнике в печь отопления

Профессионалы делают несколько замечаний по поводу монтажа котла в отопительную установку:

• Эффективность результата комбинированной системы без переплат.
• Возможность использования любого вида топлива. Подойдут опилки, уголь, паллеты и дрова, хранящиеся в сухом месте.
• Печной агрегат, у которого есть водный котел, не нужно топить постоянно. Топливо закладывается 1 раз в 12-24 часа.
• Система, где реализован длительный тип сгорания, позволяет качественно прогреть постройку и обеспечить ГВС.
• При отсутствии навыков сварки и понимания процесса изготовления стоит избегать самодельных отопительных приборов. В порядке исключения рассматривается монтаж на даче или в населенных пунктах с перебоями электричества.
• Оптимальный тип дымохода для печки с котельным резервуаром – колпаковый. Теплообменник в виде регистра из труб с большим сечением ставится внутрь.
• Чтобы не тратиться на медную арматуру, можно работать с бесшовными трубами. Они не растрескиваются при нагревании.

Самодельный твердотопливный агрегат с контуром водяного типа допускается применять в зимнее время. Он быстро и качественно обогреет большое жилье, обеспечит бесперебойность подачи горячей воды. Перед началом работ нужно выбрать качественный материал для теплообменника, который не будет греться от поверхности печного сооружения.

Водяной теплообменник для кирпичной печи. Изготовление, замуровывание в кладку

Моё отопление в деревенском доме – кирпичная теплоемкая дровяная печь. Это дёшево, многофункционально, экологично (дровишки — один из немногих восполнимых энергоресурсов, что приятно). Печь отопительно-варочная, со встроенной духовкой и камином сзади. Отопительная печь имеет более высокий КПД — лучше сжигает дровишки и использует тепло, но комбинированная с варочным настилом позволяет при топке (обычно, два раза в сутки, утром, вечером) еще и готовить. Это очень удобно, и здорово экономит баллонный газ (дорого и далеко тащить). Словом, всем хорошо, но и так невеликих размеров плита — чугунный варочный настил с конфорками, наполовину занят баком с водой.

Тяжелый (более 50 л воды плюс сама железка) бак, кроме прочего, опирается на не самую прочную часть заделки плиты и предположительно, способствует ее деформации и разрушению. Словом, не место ему там, хотя горячая вода нужна.

Родилось логичное, хотя и несколько хлопотное решение – изготовить и замуровать в печь небольшой металлический теплообменник и соединить его трубами со стоящим на крышке печи баком. Это мощная кирпичная кладка и вес бака для нее – тьфу! И не заметен вовсе. Освободится для готовки плита, никто не будет ее раскаленную корежить своим весом, да и вообще, железный ящик уберется из полезного рабочего пространства. Единственный момент – ведром наливать холодную воду, в бак под потолком, как прежде уже не выйдет. Для этого будет применен небольшой электрический насосик.

Теплообменник сварен из прямоугольной «черной» стальной трубы 40х20 мм. Некогда, такую конструкцию сделал для предполагаемой банной печи, но проект изменился и железка валялась без дела. Ждала своего часа. Здесь она использована как заготовка. Полуфабрикат.

В печи подобрано подходящее для теплообменника место. Здесь, стоит сказать, что частый случай размещения водяных теплообменников непосредственно в топке печи – грубая ошибка. Собственно, понятно – хочется, чтобы грело погорячее, вот и сунуть его прямо в огонь. Практика, однако, говорит иное. Наиболее выгоден в кирпичной печи высокотемпературный режим горения. При этом максимально догорает органика, дальше по ходу топочных газов выгорает сажа, её в принципе образуется значительно меньше. Такой режим горения принимается при проектировании печи и учитывается в конструкции. Это и небольшая утепленная топка для быстрого нагрева, и огнеупорная футеровка и некоторые другие особенности. Понятно, что размещение теплообменников, интенсивно отбирающих тепло прямо в топке, не дает развиться высоким температурам и со значительным КПД сжигать топливо. Отсюда и засаживание печи, и характерный неприятный запах в помещении, и большой расход дровишек.

Разумно размещать теплообменник за топкой, в специально спроектированных полостях или даже каналах конвекционной системы уже существующей печи. Очень удобны в этом смысле колпаковые печи. Моя имеет два яруса таких полостей-колпаков и один из них на первом этаже подошел чудо как хорошо. Расположена полость над и сзади топки, раскаленные топочные газы выпускаются в нее через щель. Выходные патрубки теплообменника при этом удобно расположены в помещении, соединение с внешним баком будет максимально коротким.

Что понадобилось для работы.

Для работы с железками — набор слесарного инструмента, набор инструментов для сварочных работ, расходные и вспомогательные материалы, средства защиты.
Для работ кирпичных – инструмент для резки кирпича, емкости, сита, материалы, инструменты для приготовления кладочного раствора; емкость для вымачивания кирпича, сопутствующие мелочи.

От имеющегося теплообменника отрезана часть. Коротенькие коллекторы с двумя параллельными ветвями. Размеры его преотлично подходили для выбранного для установки места в печи.

Колпаки в печи плоские, шириной в полкирпича. Ширина моего теплообменника как раз позволяет хорошо расположить его внутри, не опираясь и не прикасаясь к внутренним стенкам. При этом топочные газы будут омывать железку со всех сторон, отдавая тепло.

Входные патрубки теплообменника из отрезков стандартной водопроводной трубы ¾ дюйма, на их концах приварены коротенькие части с резьбой (продаются). Выводы теплообменника – вбок.

Итак, отрезанную заготовку заглушил. Подобрал две пластинки – обрезки полосы, приварил, обрезал лишнее.

В соответствующих местах железку зачистил и разметил места для входных патрубков. Отверстия большого диаметра сделал хрестоматийно – накернил и просверлил изнутри по кругу ряд некрупных отверстий, удалил перемычки, волшебным напильником довел отверстие до желаемой формы.

Патрубки применил уже готовые, с приваренной резьбой, от старого большого теплообменника-донора. Отрезал, уточнил длину, подогнал торцы. Последнее — для некоторой разогнутости патрубков вверх и вниз при штатной установке в печи. Это позволит всплывать пузырям воздуха через верхний и полностью сливаться воде через нижний.

Основная часть теплообменника готова. Для проверки на герметичность заглушил один из патрубков стандартной заглушкой с лентой ФУМ и погрузив железку в корыто с водой щеками надул воздух. Пара обнаруженных некрупных свищей разделана и заварена.

Теплообменник держится на замурованных в кладку патрубках. Дополнительные пластины-упоры позволяют точно и надежно зафиксировать железку в выбранном положении.

Первая внутренняя пластина-упор может быть неказистой и упрощенной. Здесь, применил нетонкие пластины – куски стандартной полосы с выпиленными болгаркой посадочными местами для патрубков.

Выбор положения внутренней пластины на патрубке теплообменника, где: 1 – ширина колпака печи; 2 – отступ железки от внутренней стенки печи.

Выбором положения внутренней пластины-упора определяется положение теплообменника в полости колпака. Оно выбрано так, чтобы железка располагалась примерно в середине колпака, нигде не соприкасаясь с внутренними стенками. При этом максимально задействована полезная площадь теплообменника, газы омывают железку равномерно.

Для правильного и одинакового положения пластин на неровных (разогнутых вверх-вниз) патрубках, на время их монтажа соорудил простейшую оснастку.

Пластины наружные должны выглядеть культурно, половинками не отделаешься. Для них подобрал обрезки нетолстой листовой стали

1 мм толщиной. Вырезал квадратики, разметил центр и внутреннее отверстие. Его оказалось очень удобно, аккуратно и быстро выпилить ювелирным лобзиком.

Для монтажа внешней пластины использовал обломок кирпича – имитация стенки печи.

Внешние части теплообменника не поленился зачистить, обезжирить и покрасить – два слоя некоей термостойкой эмали для радиаторов.

Монтаж готового теплообменника в печи.

Место установки выбрано заранее, сейчас только уточнил положение по месту и отметил кирпичи подлежащие удалению.

При нормальной толщине шва (

5 мм) и отсутствии металлического армирования, работа хоть и не самая приятная, но особенных трудностей не вызывает. Ускоряет и облегчает процесс, смачивание глиняно-песчаного кладочного раствора водой. Из пулевизатора. Действовал так. Швы вокруг кирпичей попшикал не допуская потёков, подождал пока вода впитается, еще разок и еще. Влажную кладочную смесь выскреб плоской железкой, снова смочил. В качестве инструмента – кусок станочной пилы по металлу со сточенными зубьями. Работает долго и без видимых изменений. Инструменты вроде шпателя-ножа-отвертки моментально стачиваются до неузнаваемости.

Любые железки замуровываем в печную кладку, учитывая их большее, нежели у кирпичей тепловое расширение – через упругую огнеупорную прокладку. Здесь, это несколько слоев накрученного на патрубки асбестового шнура вымоченного в жидкой глине.

Свежая печная кладка отмыта и высушена частыми протопками некрупными палочками.