Отопительные печи с водяным контуром: как это работает и в чем преимущества

Есть много способов организовать систему отопления, для каждого дома необходимо подбирать свою конфигурацию, прежде всего, руководствуясь техническими условиями.

По ряду причин многие застройщики отдают предпочтение устройствам, которые, помимо своего прямого способа действия, способны обеспечивать нагрев жидкого теплоносителя.Довольно часто наши соотечественники возводят кирпичные печи с самодельной водяной рубашкой, но также без проблем можно приобрести печь камин с водяным контуром фабричного производства. В чём секрет постоянного потребительского спроса на подобные агрегаты, нам предстоит разобраться.

Что собой представляет отопление с помощью водяного контура

По сравнению с другими источниками отопления, печи и камины имеют массу эксплуатационных преимуществ. Но существует и пара серьёзных недостатков. Подобные устройства нагревают воздух помещений своими горячими поверхностями.

По этой причине для реализации полноценного отопления их приходится устанавливать в центре дома, однако и тогда некоторые комнаты остаются без нормального температурного режима. И даже применение воздушных систем с распределением воздуха посредством разветвлённых каналов не всегда технически оправдано.

Неравномерное распределение тепла, выброс отработанных газов, не полностью отдавших тепловую энергию – эти факторы существенно снижают КПД традиционных устройств.

Решение выглядит просто. Отопительные печи с водяным контуром комплектуются «рубашкой» или «змеевиком-регистром», которые располагаются в горячей зоне. Циркулирующий внутри этих элементов теплоноситель нагревается и уносит тепло по трубам к отопительным приборам. А уже те отдают тепловую энергию в комнатах.

По сути, имеем аналог котла с трубами разводки и радиаторами, работающего комбинировано. Комбинировано – так как печи камины с водяным контуром не теряют способность отапливать воздушным способом или служить для приготовления пищи (отопительно-варочные агрегаты).

Кстати, некоторые контуры могут использоваться для получения горячей воды.

В данной схеме на втором этаже работают радиаторы, но на первом – камин обогревает и воздухом.

Особая компоновка устройств с контуром для жидкого теплоносителя

Подобные отопительные агрегаты производятся на базе традиционных дровяных моделей, однако много деталей и решений они позаимствовали от котлового оборудования.

Контур для обмена тепловой энергией

Это ключевой элемент, предназначенный для теплообмена между продуктами горения и жидкостью. Есть два варианта его исполнения:

В обоих случаях используется стальной прокат с толщиной стенок не менее 3 мм. Из труб, профильных или круглого сечения (диаметр 32-50 мм) варят змеевики, а также сложные пространственные регистры.

Те, что располагаются в топке отопительно-варочной печи, часто выполнены так, что могут нести чугунную плиту.

Изделия из трубы могут находиться непосредственно в камере, но иногда кирпичная печь с водяным контуром имеет теплообменник, расположенный за камерой (там, где обычно располагается духовка) или в дымоходах.

В этой печи теплообменник установлен в дымоходе

Из металлических листов собирают коробчатые изделия с двойным полым корпусом и патрубками подачи и обратки (зазор между внешним и наружным кожухом обычно составляет от 30 до 40 мм). Это так называемые «тепловые плащи» или «тепловые рубашки». Они обычно с трёх сторон накрывают топливную камеру и являются её стенками.

Обратите внимание! Между кирпичной кладкой и контуром из металла должен оставаться зазор размером 1-2 см, который необходим для свободного температурного расширения деталей.

Тепловая рубашка до кладки кирпича – вид сзади. Видим продольный проём для отвода дыма из топки.

Разводка водяного отопления

Система разводки и способ подключения радиаторов могут быть использованы любые. Нет никаких ограничений по материалам трубопровода, спецификации отопительных приборов и запорно-регулирующей арматуры. Для отдачи тепла могут применяться секционные и панельные радиаторы, хорошо подойдут также водяные конвекторы.

Обратите внимание! Отопительная печь с водяным контуром имеет довольно высоко расположенный патрубок обратки, поэтому сделать эффективную гравитационную систему на первых этажах не всегда удаётся.

Довольно часто в качестве отопительных приборов используются самодельные изделия из трубы большого диаметра (тоже называются регистрами). Они примечательны тем, что располагаются горизонтально, и нижние точки подключения у них могут находиться высоко, что позволяет организовать систему без нагнетающего насоса (так как нет контруклонов).

Змеевиковые регистры из гладких труб имеют очень небольшое гидравлическое сопротивление, что очень полезно для гравитационной системы.

Защита от перегрева

Печь с водяным контуром можно эксплуатировать, только если в её системе установлен расширительный бак или ёмкость-гидроаккумулятор. Также в обязательном порядке следует применять предохранительные клапаны и манометры для контроля.

В некоторых заводских печах используется очень интересное решение: внутри контура располагается медная трубка малого диаметра, через которую может циркулировать холодная водопроводная вода. То есть при повышении температуры теплоносителя выше установленной для системы нормы, срабатывает клапан, и вода изнутри охлаждает перегретую систему отопления.

Нужен ли насос

Как мы уже заметили, гравитационная система возможна, но её реализация часто затруднена. Упростить задачу помогают циркуляционные насосы, которые служат для транспортировки жидкости. Насос может примерно на четверть повысить КПД системы, но тогда печи с водяным контуром нужно будет подключать к электрической сети.

Обратите внимание! Чтобы избежать неприятностей, связанных с нестабильным электроснабжением, циркуляционный насос подключают параллельно основной гидравлической системе (через байпас). Так при перебоях с электричеством дровяные печи с водяным контуром могут работать и в автономном режиме.

Насос на байпасе может быть выключен, но отопление будет работать по прямому участку трубы.

Варианты теплоносителя

Жидкость, передающая тепло, выбирается в зависимости от нескольких потребительских показаний. Это может быть как дистиллированная вода, так и различные антифризы. Для дачных домов, безусловно, предпочтительнее будет незамерзающий теплоноситель, который не нужно зимой постоянно сливать.

Как монтируется водяной теплообменник

Установка контура в основном производится на стадии строительства печи или камина, тем более что тогда производится расчет именно под такую конструкцию.

Но иногда можно с минимумом переделок усовершенствовать уже эксплуатируемый теплогенератор. Проще всего работать с отопительно-варочными моделями, где легко получить доступ к внутреннему пространству топки, если снять плиту.

Но топка – это не единственное место для установки регистра или рубашки.

Обратите внимание! Если дровяная печь с водяным контуром в топливной камере не сможет работать из-за ограниченного внутреннего пространства, то теплообменник можно установить вместо духовки или, например, в колпак. Часто такое решение является более эффективным.

Достоинства и недостатки печей с водяным отоплением

Плюсами печного водяного отопления являются следующие моменты:

• Равномерное распределение тепла, в том числе в удалённые/изолированные комнаты.
• Увеличенный КПД и, как следствие, меньший расход топлива, возможность отапливать большие объекты.
• Банные печи с водяным контуром и баком (и подобные изделия с ёмкостью для воды) могут работать на снабжение дома горячей водой.
• Отопительное устройство можно возводить в любом месте здания, а не только в центре.
• Наружные поверхности всех металлических моделей (и чугунных печей с водяным контуром в частности) не так сильно нагреваются.
• Устройства продолжаю греть не только через радиаторы, но и своим обычным конвективным способом.
• Стоимость топлива для нагрева носителя самая низкая.

К недостаткам дровяной печи с жидкостным теплообменником можно отнести:

• Дополнительные материальные затраты на выполнение разводки отопления.
• Отсутствие в некоторых случаях возможности организовать систему, независимую от электроснабжения.
• По сравнению с котлами КПД всё-таки ниже.
• Сложно контролировать нагрев носителя. Как правило, нет возможности автоматикой регулировать тепловую производительность системы.

Печную систему с регистром или рубашкой можно сделать самостоятельно, но тут нужно разбираться не только в устройстве печей и каминов, но также знать все нюансы по реализации разводки водяного отопления. Особенно сложно домашним мастерам бывает грамотно рассчитать конфигурацию системы, сделать её эффективной и безопасной. Поэтому хотя бы с проблемами конструирования стоит обратиться к специалистам.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

Камин с водяным отоплением

Камин с водяным отоплением способен обогревать одновременно несколько комнат в доме площадью около 100 м2, а в некоторых случаях служить еще для обогрева полов и приготовления пищи в доме.

Обычно он представляет собой топку, соединенную патрубками с расширительным бачком и водораспределительным контуром домового отопления для подачи в нее горячей воды. Отходящие газы при горении топлива в камине нагревают бачок и воду, находящуюся в нем, до 90ºС.

Горячая вода поступает в радиаторы отопления, нагревая помещение.

Еще одно название устройств такого типа – камин с водяной рубашкой, поскольку конструктивно вода может нагреваться, проходя через змеевик, расположенный в рубашке из двух металлических листов за стенкой топки.

• повышенная площадь обогрева помещений. За счет грамотно спроектированного водонагревательного контура такие устройства позволяют утеплить сразу несколько комнат или целый загородный дом. Разработаны даже печи подобного типа для многоквартирных домов.
• многофункциональность. Помимо эстетики и прямой задачи обогрева помещения, водяной камин может нагревать варочную панель и служить таким образом для приготовления пищи в доме. Также он может быть источником «теплых полов» в доме.
• невысокая стоимость топлива. В качестве топлива в таких каминах используются в основном дрова или торф. Система камина совершенно автономна и не требует дополнительных затрат электрической или какой-либо другой энергии.
• красивый внешний вид и возможность применения любых облицовочных материалов. Какая бы ни была отделка у вашего камина – из кирпича, плитки или камня – он будет привлекать восхищенные взгляды гостей;
• компактный размер камина, делающий его пригодным для квартиры.

Несмотря на внушительный список достоинств, камины с водяным отоплением имеют и ряд недостатков:

• невысокая эффективность нагрева воды. Жарко в доме от такого камина точно не будет. Чем более разветвленная сеть отопления установлена в доме, тем ниже будет температура воды в радиаторах. В связи с этим не рекомендуется устанавливать камины с водяным отоплением в регионах с холодным климатом. Оптимально использовать тепло от такого камина вместе с электрическим обогревом помещений;
• низкая степень автоматизации системы. Вы самостоятельно должны сделать закладку дров или торфа в топку, а также следить за своевременной подачей новой порции топлива. Также в этих каминах происходит медленная регулировка температуры подаваемой в радиаторы воды.

Подойти к выбору водяного камина следует с учетом следующих факторов:

• объем топки. Чем больше объем топки, тем больше объем продуктов горения. Большой объем топки обеспечивает повышенную мощность камина с системой водяного нагрева. Но и расход горючих материалов тоже будет повышен, что не всегда оправдано для установки в небольших пространствах;
• площадь обогреваемого пространства. Камины с водонагревательной системой не вполне эффективно справляются с прямой задачей в больших помещениях. Просторные дома следует обеспечивать теплом по комбинированной схеме – электрообогреватель либо газовый бойлер плюс печь с водяным отоплением;
• габариты помещения. В квартире больше будет уместен миниатюрный вариант устройства, а в гостиной коттеджа целесообразно монтировать массивный камин с закрытым или открытым котлом.

Также важно определиться с типом конструкции камина. Камины с водяным отоплением бывают открытого и закрытого типа.

При монтаже системы открытого типа бак с водой устанавливается в самой высокой точке контура (как правило, на чердаке). Нагрев воды происходит в открытой топке при прохождении ее по змеевику. Из бака вода поступает в отопительные элементы под действием сил гравитации.

Закрытый тип каминов водяного нагрева отличается от открытого установкой циркуляционного насоса для движения жидкости по водонагревательному контуру.

Это несет в себе ряд преимуществ: во-первых, такой камин может обогреть большую площадь помещения.

Во-вторых, исключена возможность перегрева элементов камина и отопления за счет присутствия предохранительных клапанов в системе.

Перед началом установки камина с водяным отоплением своими руками следует продумать следующие моменты:

• местоположение камина. Поскольку конструкция камина подразумевает открытую топку, его нежелательно устанавливать напротив окон или дверей во избежание сквозняков. Также следует учесть, что при работе камина задняя его стенка интенсивно нагревается;
• подбор материала и размеров топки. Каминная топка из металла может быть стальной или чугунной. Чугунная топка позволяет дольше сохранить тепло в камине, однако имеет больший вес по сравнению со стальной. Конструкция из стальных листов более компактная и легкая;
• расчет размеров и глубины топочного отверстия. Для эффективной работы камина площадь окна топки должна составлять 1/70 площади комнаты, в которой он находится. Глубина топки не должна быть маленькой, в противном случае дым от сгорания дров заполнит помещение, а не пойдет на нагрев воды. В топке слишком большой глубины снижается ее КПД.

Если камин сооружается в доме или коттедже и предназначен для обогрева большой площади, то перед его возведением необходимо соорудить фундамент. Глубина фундамента – около 60 см. Состоит он обычно из пласта щебенки, гидроизоляционного слоя и опалубка, залитого цементным раствором. После формирования и засыхания фундамента строится кирпичная основа камина.

Подключить камин можно к уже имеющемуся в доме отоплению. К камину подсоединяются трубы для подвода и отвода воды, а также труба-дымоход. При необходимости обогрева пола для частного дома в котле устанавливаются дополнительные патрубки для циркуляции воды.

При подключении водяного контура необходимо соблюдать следующие важные пункты:

• установка на ровную поверхность. Если нет возможности выровнять пол, на котором будет стоять камин, можно применить регулируемые по ножке. Неровная установка влечет за собой опасность при эксплуатации и значительное снижение эффективности работы камина;
• обязательная проверка на герметичность после заполнения системы водой. Сначала следует проверить все стыки труб без подачи давления. Затем, включив циркуляционный насос, еще раз исключить протекание и негерметичность труб и стыков. Также необходимо обеспечить герметичность дымохода, покрыв места стыков жаростойким герметиком;
• проверка работы камина и нагрева воды. Не следует пугаться запаха от камина при первом розжиге – в течение короткого времени он исчезнет. Необходимо проверить корректность работы автоматики: насколько точна регулировка температуры воды в радиаторах, возможно ли регулировать скорость ее подачи.

Камин с водяным отоплением при эксплуатации требует к себе внимания и имеет следующие особенности:

• необходимо периодически проверять уровень воды в гидробаке в случае установки открытого типа. Вода из такой системы быстро испаряется, и в случае снижения ее уровня ниже критической отметки система отопления может выйти из строя;
• в зимний период рекомендуется слить воду из системы, если камин не будет использоваться. Замерзшая вода расширяется и может стать причиной разрыва труб;
• отзывы покупателей свидетельствуют о медленном изменении температуры воды, подаваемой в радиаторы отопления. Соответственно, снизив или увеличив температуру обогрева на датчике, эффект вы почувствуете лишь через некоторое время. Это связано с теплофизическими особенностями воды.

Камин с водяным обогревом дома – красивая и функциональная печь

Кирпичный камин – главная деталь в доме, однозначно ассоциирующаяся с уютом. Живой огонь согревает уже только своим видом.

Но на практике КПД данного устройства не более 50%, поэтому многие владельцы обустраивают металлический камин с водяным контуром отопления в своем доме, чтобы повысив КПД, обогревать все жилище.

Такой элемент интерьера легко сделать своими руками, если соблюдать технические требования и следовать четко инструкции по монтажу.

Принцип работы печей-каминов

Печки-камины с водяным контуром используются для обогрева частных домов. Главная их особенность заключается в простоте применения и высоком уровне безопасности, несмотря на использование дровяного топлива. При этом данные устройства могут быть весьма привлекательными с эстетической точки зрения, как в оригинальном металлическом корпусе, так и в отделке из кирпича или камня.

Этот агрегат представляет собой чугунную или стальную камеру с толстыми стенками:

• 4 мм – открытая модель;
• 6 мм – закрытый вариант.

В конструкции также имеется теплообменник, внутри которого и движется теплоноситель. Трубы, ведущие от теплообменника воду, доставляют ее к батареям. Между стенками камина предусмотрены воздушные каналы, которые поддерживают процесс горения, обеспечивая доступ кислорода внутрь топки естественным или ручным способом.

Попадая внутрь, воздух нагревается, проходит через воздушные каналы и обогревает комнату, в которой стоит камин. А горячая вода, подогретая в теплообменнике, циркулирует по трубам в батареи и обогревает весь дом. Часть горячей воды используется системой для активного функционирования.

Агрегат можно облицевать разнообразными материалами, создав своими руками привлекательный внешний вид устройства. С наружной стороны стандартный покупной камин покрыт огнеупорной краской, а внутри – жаропрочной плиткой. Часто конструкция предусматривает наличие варочной поверхности, которая позволяет осуществлять приготовление пищи.

Основные элементы и схемы подключения

Составляющие традиционного камина из металла, который можно собрать своими руками, очень простые:

• циркуляционный насос;
• теплообменник;
• водяной бак;
• радиаторы отопления;
• гидроаккумулятор;
• датчики температуры теплоносителя;
• трехпозиционный кран.

Теплообменник выполняет функцию обобщающего элемента конструкции. Он располагается в топке, в него поступает теплоноситель из расширительного бака, а из него при помощи циркуляционного насоса вода доставляется в батареи. Гиброаккумулятор присоединяется к радиаторам отопления, но как можно ближе к металлической печи.

Гидробак устанавливается параллельно к отопительной системе. Перекрыть его можно специальным трехпозиционным краном. Перед гидроаккумулятором монтируется циркуляционный насос, который обеспечивает движение теплоносителя по магистрали отопления.

Прежде, чем включать агрегат, необходимо убедиться, что водяной контур подключен к прибору и система заполнена теплоносителем, чтобы не повредить конструкцию устройства.

Закрытая отопительная система отличается от открытой тем, что во втором случае для подачи воды в устройство насос не применяется. В теплообменник теплоноситель поступает естественным образом под действием гравитации. Именно поэтому следует устанавливать расширительный бак на высшей точке в доме, к примеру, на чердаке.

Достоинства и недостатки системы

Камин-печь сочетает в себе положительные свойства данных отопительных устройств, при этом у него отсутствуют присущие им недостатки.

В чем основные отличия обычного кирпичного камина от устройства с водяным контуром?

1. Печь с водяным контуром нагревается в течение длительного времени, но зато она накапливает тепло и долго излучает его от стенок камина. Обычный камин нагревается быстро, заполняет теплом помещение, но быстро остывает, и снижается температура в комнате.
2. Дверца водяного камина, закрывающая вход в топку, улучшает тягу и снижает вероятность задымления. Открытая топка обычного камина провоцирует обратную тягу и не защищает от попадания в помещения дыма.
3. КПД системы с водяным контуром достигает 70-80%, у традиционных каминных устройств — не более 50%.

В итоге, современные печи-камины располагают целым списком положительных характеристик:

• высокий КПД — до 90%;
• топка с большим герметичным стеклом на дверце позволяет смотреть на пламя, но при этом не допускает задымления комнаты;
• наличие дымовых каналов улучшает сбор и передачу тепла;
• красивый внешний облик корпуса отопительного оборудования;
• пожаробезопасность;
• малый вес, благодаря чему данные агрегаты можно установить без фундамента даже на деревянный пол;
• относительно небольшие размеры;
• экологичность;
• возможность подключить систему водяного отопления, что позволяет отапливать весь дом;
• относительно низкая цена по сравнению с постройкой традиционного кирпичного камина;
• долговечность конструкции;
• простой и быстрый монтаж, который можно легко осуществить своими руками.

Помимо этого, современные модели данных агрегатов оснащены множеством дополнительных полезных опций. К примеру, системой очищения стекла, варочной панелью, режимом длительного горения.

Однако в ходе эксплуатации стало понятно, что камины с водяным отоплением имеют также недостатки:

1. Высокая стоимость по сравнению с электрическим котлом.
2. Низкий уровень автоматизации.
3. Низкий КПД по сравнению с газовым котлом.

Но если конструкцию отопительного прибора слегка усовершенствовать своими руками, верно рассчитать необходимую длину трубок, выбрать правильный материал батарей, то можно значительно сэкономить расход топлива.

Нюансы выбора устройства

Выбирая рассматриваемое оборудование, необходимо учитывать два важных момента – мощность устройство и металл изготовления.

Мощность такого камина зависит от объема топочной камеры: чем больше она вмещает топлива, тем больше тепла она выделяет для отопления здания.

При этом в документации к агрегату указана номинальная и максимальная мощность приспособления.

Так вот, применять устройство следует именно по номинальной мощности, не используя на максимальных параметрах, чтобы не снизить рабочий ресурс каминной печи.

При выборе устройства по мощности, следует учитывать площадь сооружения. К выполненному расчету нужно добавить 15-20% технического запаса. Систему отопления с камином и водяным контуром необходимо распределить очень грамотно, чтобы тепло распределялось по всем помещениям равномерно.

Каминные печи для отопления дома изготавливают из чугуна или стали. Чугунные модели более долговечные, устойчивые к коррозийным процессам, поэтому и дороже, однако такие камины очень тяжелые, а от резкого перепада температур могут треснуть. Печи, сделанные из стали, легче и дешевле, но не обладают устойчивостью к коррозии.

Поэтому оптимальный вариант – комбинированные камины корпус и элементы, которые нагреваются незначительно, сделаны из стали, а топка, дверца и колосник, которые накаляются очень сильно, изготовлены из закаленного чугуна.

Такие печи способны выдержать воздействие высоких температур в течение долгого времени, устойчивы к конденсату, который образуется в трубах. Поэтому комбинированные модели идеально подходят для длительного применения в качестве отопительного прибора.

Как построить своими руками?

На современном рынке подобного оборудования достаточно много предложений. Стоимость агрегата, мощностью 14кВт для обогрева жилья, площадью не более 140 кв.м. начинается от 23 000 рублей. Устройство с большей мощностью 26кВт для обогрева жилища 200 кв.м. и больше стартует с отметки 230 000 рублей. Чтобы сэкономить, можно сделать камин с водяным отоплением самостоятельно.

Корпус печки можно своими руками выложить из натурального камня или кирпича, а если у вас есть навыки проведения сварных работ, то такой камин можно сварить из металлических листов самостоятельно. В любом случае, прежде чем начинать работы по обустройству каминной печи, необходимо изучить стандартную конструкцию данного агрегата, а также основы кладки камня или кирпича.

После этого можно приступать к постройке камина с водяным контуром:

1. Сначала нужно выложить прочный фундамент, укрепленный армирующим поясом. При этом данный фундамент не должен соприкасаться с общим фундаментом дома, а его ширина должна превышать ширину цоколя примерно на 10-12 см.
2. Затем нужно обустроить опалубку, куда залить бетон. Бетон заливается на 7-10 см ниже уровня пола.
3. После того как бетон застынет можно приступать к кладке печи с применением раствора из песка, глины и воды. При сооружении первых двух рядов в раствор также добавляется цемент.
4. Прежде чем выстаивать верх камина, внутрь конструкции нужно поместить теплообменник и подсоеденить его к водяной системе отопления.
5. После этого сооружается верх и система дымоотведения. При обустройстве дымоотвода следует применять кирпич с исключительно гладкой стороной.

Так, сделать каминную печь самостоятельно вполне реально, но данный процесс требует точного следования всем технологическим правилам и нормам, а также сил и времени. Любая ошибка или неточность при постройке может повлиять на эффективность работы отопительного прибора.

Особенности монтажа камина с водяным отоплением

Монтаж покупного камина с подключением к системе водяного отопления также можно осуществить самостоятельно. Для этого необходимо иметь следующее:

1. Саму каминную печь.
2. Емкость для воды со змеевиком.
3. Радиаторы, трубы, вентили и другие элементы системы отопления.

Данные компоненты собираются по закрытой или открытой схеме. Разница заключается только в типе расширительного бака и точке его установки.

После приобретения всех комплектующих можно начинать процесс монтажа и подсоединения камина к отопительной системе:

1. Место установки конструкции выравнивается и облицовывается огнеустойчивым материалом.
2. После этого камин устанавливается на место и при помощи уровня выравнивается. Можно использовать даже регулируемые ножки.
3. Далее собирается система по открытой или закрытой схеме. В случае системы с принудительной циркуляцией, насос устанавливается там, где холодная обратка поступает в теплообменник.
4. Затем теплообменник подключается к собранной системе отопления.
5. Теперь нужно залить теплоноситель в расширительный бак и проверить весь контур на наличие протечек в местах сгона всех элементов, в том числе и циркуляционный насос.
6. При подсоединении дымохода к устройству все стыки обрабатываются жаропрочным герметиком, а где дымоход врезается в стену или крышу, там нужно его изолировать негорючим материалом.
7. Далее нужно разжечь камин и проверить тягу, герметичность стыков, чтобы дым не попадал в помещение. Сначала от корпуса устройства, покрытого краской, может исходить неприятный запах, который со временем улетучится.

В завершении стоит проверить нагрев теплоносителя в батареях и трубах, отрегулировать скорость движения воды по тепловой магистрали, сбалансировать работу системы с помощью кранов и вентилей, которые установлены на радиаторах.

Четкое выполнение инструкций по возведению и монтажу каминной печи с водяным контуром своими руками гарантирует эффективное функционирование агрегата и обеспечит качественный обогрев всего дома.

При этом не стоит забывать регулярно проверять уровень воды в расширительном баке, а если предполагается длительное отсутствие, то теплоноситель необходимо слить из системы, чтобы в летнее время вода не стухла, а в зимний период предотвратить ее замерзание, и как следствие разрыв труб и батарей.

Печь с водяным контуром для отопления дома: варианты реализации

Печное отопление – это классика для холодной России, но почему-то часто оно рассматривается лишь как альтернатива отоплению центральному, электрическому или газовому. Между тем, печь с водяным контуром для отопления дома может обеспечить его обитателей не только желанными ваттами тепловой энергии, но и горячей водой для бытовых и санитарно-гигиенических нужд.

• большинство печей для дома (длительного горения или обычных) многофункциональны, могут быть использованы не только для отопления, но и для нагрева воды и приготовления пищи (как внутри печи, так и на варочной поверхности);
• в жаркое время года массивная кирпичная печь для дома способствует кондиционированию помещения: за счёт того, что она всегда построена на отдельном фундаменте, излишек тепла выводится в землю;
• печь или камин создают особую атмосферу в доме и во многих случаях являются элементом, определяющим стиль интерьера.

Однако наряду с преимуществами печному отоплению присущи и недостатки:

• размеры — мощность отопительных печей для дома зависит от их габаритов;
• инерционность — традиционная печь для дома из кирпича требует очень много времени для разогрева и выхода в рабочий режим. Правда, современные чугунные печи для дома, печи-камины, буржуйки и булерьяны практически избавлены от этого недостатка;
• высокая теплопотеря из-за низкого КПД (коэффициент полезного действия) — большое количество тепловой энергии уходит через дымоход в атмосферу;
• невозможность обеспечить равномерный прогрев дома. Горячий воздух постепенно вытесняет холодный, но происходит это неравномерно — температура может быть слишком высокой рядом с печью и слишком низкой на расстоянии от неё;

Принцип печного отопления — горячая печь излучает тепловую энергию в окружающее пространство (лучистый теплообмен), затем холодный воздух замещается нагретым (конвекционный теплообмен).

• необходимость постоянного обслуживания — печь требует закладывать дрова, чистить зольники от шлаков и дымоходы от сажи и мусора, поддерживать процесс горения, регулировать тягу;
• сложность управления — управлять процессом сгорания топлива в печи сложнее, чем в котлах;
• необходимость хорошей тяги — тяга нужна для интенсивного горения, а также для вывода угарных газов;
• пожароопасность — для обеспечения пожарной безопасности необходима изоляция дымоходов, особенно для печи в деревянном доме. Дополнительный фактор пожароопасности создается тем, что мгновенная остановка процесса горения в печи невозможна;
• необходимость постоянного пополнения и хранения запаса топлива, а также утилизации отходов: шлака и золы.

Для обеспечения работы печи требуется её постоянное обслуживание: закладка дров, чистка зольников и дымоходов, контроль за процессом горения, регулировка тяги

Как уже было упомянуто, обычная печь не в состоянии обеспечить равномерный прогрев всех помещений в доме.

В современных печах и каминах эту проблему частично решают, монтируя конвекционную камеру, к которой подключают систему воздуховодов.

В результате поток тёплого воздуха от печи не предоставлен самому себе, а перемещается в ограниченном пространстве труб и регулируется задвижками, заслонками, решётками и прочими дополнительными устройствами.

Однако воздуховодные каналы громоздки, съедают полезное пространство, с увеличением их длины и количества поворотов возрастают теплопотери. Они нуждаются в наблюдении и обслуживании: периодической очистке от пыли, сажи и копоти.

Сам воздух обладает низкой удельной теплоёмкостью, для передачи тепла в удалённое от печи помещение требуется принудительное нагнетание нагретых воздушных масс вентилятором.

Поэтому вода, как теплоноситель, во многих отношениях предпочтительнее воздуха.

Комбинированная система отопления коттеджа с применением печи-камина с водяным контуром и солнечных коллекторов

Горячую воду легко транспортировать по трубопроводам небольшого диаметра, передавая при этом тепловую энергию на значительные расстояния. Кроме того, вода – безвредное, негорючее, нетоксичное, химически нейтральное и всегда доступное вещество.

Принцип работы печного отопления с водяным контуром

Принцип работы отопительного контура прост – теплоноситель (в данном случае, вода) во время сгорания топлива нагревается, затем распространяется по трубам, отдавая при этом тепло окружающему пространству.

Прообраз современных твердотопливных котлов и печей на дровах длительного горения для дома знаком многим – это «шведка». В шведскую печь встроен металлический резервуар, который перед закладкой дров и растопкой наполняется холодной водой. И, хотя вода в процессе топки нагревается долго, так же долго она отдаёт тепло – спустя много времени после того, как пламя погаснет.

Постепенно ёмкость для воды была преобразована в теплообменник, в результате чего появилась возможность подключать систему магистралей для отопления дома и горячего водоснабжения.

Современные отопительные печи с варочной поверхностью или духовкой выглядят стильно и замечательно вписываются в любой интерьер

Отличительной особенностью любой печи для отопления дома, оснащённой водяным контуром, является теплообменник, иначе называемый змеевиком, радиатором или котлом. Это устройство способно обеспечить нагрев неограниченного количества воды. Габариты и форма бака зависят от объёма топочной камеры и могут варьироваться в самых широких пределах.

Теплообменник

В некоторых модификациях печей для отопления дома теплообменник устанавливается непосредственно в топку, но при таком способе существует опасность протечки теплоносителя (то есть, воды) или даже взрыва при его перегреве и закипании.

Кроме того, в этом случае неизбежно уменьшается ёмкость топочной камеры. Более безопасным вариантом является встройка теплообменника в колпак дымохода.

При этом большая часть горячего воздуха, поднимающегося из топки, будет нагревать теплоноситель, а не улетучиваться через трубу на улицу.

Схема установки печи-камина с водяным контуром для горячего водоснабжения

Самостоятельный расчёт мощности и размеров теплообменника довольно сложная задача для того, кто не является инженером-теплотехником, но в большинстве случаев возможно сделать приблизительную оценку.

Обычная печь для дома на дровах в течение часа выделяет примерно 6,5 тысяч кКал, что достаточно для прогревания небольшого дачного дома. Наличие водяного контура повысит уровень комфорта вдвое.

После расчёта теплопотерь можно рассчитать мощность самого теплообменника. Теплосъём с каждого квадратного метра его площади варьируется в пределах от 5 до 10 кВт.

Этот факт и лежит в основе определения потребной мощности.

При выборе теплообменника для печи или камина необходимо учитывать параметры строения и системы отопления в нём

На самом деле, нет нужды погружаться в сложные формулы. Достаточно обратиться к специалистам, которые руководствуясь уже готовыми таблицами, подберут теплообменник для печи частного дома, соответствующий заданным параметрам строения и системе отопления в нём.

Материал

Прежде чем определиться с конструкцией регистра (он же теплообменник) печи для дома, следует решить, из какого материала он будет сделан. Существует несколько вариантов:

• медь — с одной стороны, медный змеевик очень эффективен, так как теплопроводность этого материала одна из лучших. С другой – его температура плавления равна 1083°С, а в топке – при нештатных ситуациях, возникновение которых никогда нельзя исключить полностью, – она может подняться до 1200°С. Поэтому на использование меди в топливнике кирпичной печи наложен категорический запрет. Дополнительно нужно обратить внимание на то, что образующийся при охлаждении контура конденсат содержит агрессивные химические соединения, которые вызывают коррозию;
• чугун — чугунные радиаторы очень устойчивы к воздействию коррозии, но отличаются хрупкостью, а температурные деформации, возникающие при остывании и нагреве, могут привести к образованию трещин и порче теплообменника. Кроме того, регистр из чугуна – ввиду того, что этот металл плохо поддаётся обработке – собирается из литых деталей с использованием резьбы и уплотнителей, что приводит к понижению надёжности агрегата в целом;
• сталь — наиболее доступный и легкообрабатываемый материал. Теплообменники рекомендуют делать из жаропрочной стали толщиной от 3 до 5 мм, используя при этом бесшовные трубы. При этом следует поддерживать такой режим отопления, при котором образуется как можно меньше конденсата, и никогда не сливать теплоноситель, потому как стальные изделия подвержены коррозии;
• жаростойкая нержавеющая сталь — лучший, но и самый дорогой материал для радиатора печи для частного дома.

Теплообменник – в зависимости от его материала – может быть изготовлен из круглых или профильных прямоугольных труб, металлического листа, а также из сочетания этих деталей. Месторасположение и способ установки определяется его формой:

• теплообменник из листовой стали — может быть помещён в самое жаркое место, то есть — в топочную камеру. Для изготовления используется стальной лист 3÷4 мм толщиной в сочетании с трубами диаметром 40÷50 мм для подключения подающей и обратной магистралей. Во избежание образования паровых пробок верхняя труба для подачи воды должна быть в самой верхней точке теплообменника, ибо при проникновении паровой пробки в систему отопления возникает опасность гидроудара. Что в свою очередь приведёт к разрушению труб или радиаторов. Чтобы вода в теплообменнике не закипела, его внутренний зазор должен быть не менее 30 мм;
• теплообменник из труб — делается из труб: круглых диаметром 40÷50 мм или прямоугольных профильных сечением 40×60 или 60×60 мм. Также может быть расположен в топке (при условии, что сделан не из меди), пространственное решение зависит от конкретной печи. Главное – устройство не должно загораживать дверцу для закладки топлива, колосники и дымооборотные каналы. Если печь является отопительной-варочной, то трубы теплообменника прокладывают только вдоль боковых плоскостей топочной камеры;
• трубчатый плоский регистр — чаще всего располагаются в дымооборотных каналах или колпаке печи, где условия более щадящие, поэтому могут прослужить дольше, чем радиаторы, находящиеся в топке. Размеры их весьма внушительны, так как находятся они в местах, где теплосъем низкий, и должны быть просчитаны заранее, ибо не должно возникать препятствий для выхода дымовых газов.

Монтаж теплообменника должен производиться только в ему предназначенную печь для дома. Видео- и фотоинструкции наглядно подтверждают необходимость привлечения специалиста-печника и соблюдения ряда правил:

• теплообменник после изготовления должен быть дважды опрессован давлением в 6 бар: до установки в печь, а также после неё;
• теплообменник монтируется сразу после устройства фундамента под печь, после чего выполняют её кладку;
• абсолютно не рекомендовано вмуровывать теплообменник в кладку печи! Между ним и стенками должен быть зазор в 10÷15 мм, компенсирующий тепловое расширение;
• при монтаже труб следует оставлять зазор в 5 мм и заполнять его асбестовым шнуром или другим жаропрочным уплотнителем;
• отрезок трубы на выходе должен иметь длину не менее 10÷15 см. Это позволит нарезать новую резьбу в случае её повреждения;
• трубы отопления соединяются с теплообменником только с использованием жаропрочного уплотнителя;
• реконструкцию готовой печи с целью установки в неё водяного контура должен делать только специалист.

Для безаварийной работы отопительной системы необходимо также соблюдать правила эксплуатации:

1. Не использовать печь с незаполненным теплообменником: он быстро прогорит.
2. Во время работы печи не отключать теплообменник от системы отопления. Вода при нагреве расширяется, и повышенное давление может вызвать взрыв.
3. Не подавать холодную воду в разогретый теплообменник. Температурные деформации могут привести к его повреждению.
4. Для повышения эффективности отопительной системы можно использовать циркуляционный насос.
5. При необходимости в контуре печи с водяным отоплением использовать антифризы.
6. В самой нижней точке отопительной системы должен быть устроен кран для слива воды.

Чтобы отопительная система функционировала бесперебойно, соблюдайте правила эксплуатации.

Основные недостатки водяной системы отопления связаны с физическими свойствами теплоносителя, то есть воды. Замерзая при 0°С, вода (точнее, уже лёд) достигает максимального объёма при -4°С.

Расширение замёрзшей в трубах воды может привести к их разрыву.

Во избежание этого необходимо сливать воду из отопительной системы, если она не эксплуатируется в холодное время года, или заменять на специальный антифриз.

Соблюдение правил эксплуатации печи в доме, фото- и видеоинструкции помогут избежать ошибок и подскажут оптимальные способы нейтрализации недостатков.

Об установке современной кирпичной печи лучше подумать еще на стадии проектирования дома, так как она предполагает обустройство дымохода и воздуховодов

Современная кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома – это сложная инженерная теплотехническая конструкция. Её установка требует разработки отдельного проекта ещё на стадии замысла всего строения в целом и, скорее всего, не обойдётся без привлечения специалистов.