Кирпичная печь с водяным контуром для отопления

Обогреть большой не газифицированный частный дом традиционным способом трудно и затратно. Разводят огонь в нескольких комнатах, чтобы добиться желаемой температуры, но все равно тепловая энергия распределяется неравномерно. Выход – печь с водяным контуром, в которой одновременно нагреваются стенки и теплоноситель. Он циркулирует по системе из труб и радиаторов, разведенных по всему зданию, поддерживая микроклимат во всех помещениях.

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:

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки
Обычное печное отопление: достоинства и недостатки
  • 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).
Обычное печное отопление: достоинства и недостатки
Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

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:

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки
Обычное печное отопление: достоинства и недостатки
  • 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.
Обычное печное отопление: достоинства и недостатки
Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

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.

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

Особенности устройства и работы совмещенной обогревательной системы

Русская печь всегда была центром притяжения в деревенском доме. В ней готовили пищу, вокруг холодными зимними вечерами собиралась вся семья, каждый хотел получить свою долю желаемого тепла. Никто не стремился уединиться в дальнем углу или возле окна – оттуда тянуло сыростью и холодом. Современные печи в значительной степени унаследовали этот недостаток: рядом с ними даже жарко, но чем дальше, тем холоднее. Качественная теплоизоляция немного нивелирует этот минус, но не полностью.

Комбинированный отопительный прибор, которым является печь с водяным контуром, совмещает в себе преимущества твердотопливного котла и традиционного обогрева дровами. Ее отличие от покупного оборудования в том, что нагревается вода и стенки печи, которые вместе обогревают помещения. В отличие от металлического котла, который быстро охлаждается после прекращения топки, кирпич аккумулирует энергию и отдает ее продолжительное время.

Функцию нагрева теплоносителя, который циркулирует по трубам и радиаторам, выполняет изделие из металла, размещенное в топливнике. Существует много вариантов его исполнения, но суть всегда одна – это емкость, наполненная водой, которая имеет вход и выход, подключенные к отопительной системе. Конструкцию со всех сторон закрывает кирпичная стенка. Огонь, разведенный в такой печи, нагревает не только кожух, но и воду. Тепловая энергия отдается от нее через трубы и радиаторы в помещения, довольно удаленные от исполняющего роль котельной.

Сама печка своими стенками обогревает комнату, где размещена, и в меньшей степени смежные. Основное преимущество, которым она обладает, имея встроенный котел, что отапливает горячей водой все здание. В этом отношении она выполняет ту же функцию, что и твердотопливный котел. Отличается от большинства покупных металлических изделий тем, что используется при желании хозяев для приготовления пищи. Один из возможных вариантов такой печи – монтаж водогрейного устройства внутри варочной плиты.

Могут появиться сомнения относительно расхода дров или угля и эффективности конструкции. Обычное печное отопление за час производит около 6 тысяч килокалорий, прогревая небольшое строение из одной-двух комнат. В совмещенной модели основная нагрузка приходится на водяной котел, который производит бо́льшую часть тепловой энергии, отдает ее на площадь, значительно превосходящую ту, где находится источник. При этом количество сжигаемого топлива сопоставимо с обычной печью, а покупной котел расходует гораздо больше.

Устройство эффективное, при одновременном функционировании обоих модулей способно производить около 20 тыс. ккал в час. Этого достаточно, чтобы обогреть здание площадью 300 м2. В непрерывной топке нет необходимости, чем страдает газовая система, где автоматика отключает котел только на непродолжительное время. Достаточно поджечь дрова 2 раза в сутки и поддерживать огонь несколько часов, чтобы даже при сильном морозе в доме было комфортно.

Существуют небольшие минусы подобной системы. Встроенный теплообменник уменьшает объем топливника, печь прогревается не в такой степени, как без него. Находят компромисс между размерами в зависимости от того, на какой модуль планируется возложить большую нагрузку. Второй вариант – печь длительного горения, когда температура практически в течение суток будет одинаковой, только во время перезагрузки немного упадет. Правда, к ней предъявляются особые требования.

Читайте также:  Будущее сегодня – геотермальное отопление частного дома

Дача, где хозяева бывают изредка, не подходит для водяной системы – зимой теплоноситель замерзнет. Летом варочную плиту со встроенным котлом невозможно топить – в комнатах будет очень жарко. Сливать воду нельзя по двум причинам: металл сильно разогревается без охлаждения, при постоянном использовании перегорает. Второе нежелательное последствие – трубы изнутри ржавеют, постепенно выходят из строя. В таких случаях применяют альтернативные способы приготовления пищи.

Самодельный водяной котел из чугунных радиаторов

Превосходный по своим качествам и эффективности котел может получиться из обычных чугунных радиаторов отопления. В качестве основы можно взять радиатор М-140. Его легко найти, ведь в больших количествах их вывозят в утиль при демонтаже и сносе большинства старых пятиэтажных зданий. Емкость каждой секции из таких радиаторов составляет 1,5 л воды, при этом площадь поверхности достигает 0,254 метра квадратных. В сборе, когда объединены 12 таких секций, получается уже объем жидкости в 18 литров и общая площадь поверхности – 3 кв. м. Далеко не каждый готовый котел, собранный из листового металла, может похвастаться такими параметрами при аналогичных габаритах. Производительности такого котла из радиатора может вполне хватить для отопления помещения площадью до 100 кв. м. Так что для обычной бани подойдет, еще и запас будет достаточно большой.

Перед использованием радиатора требуется некоторая его переделка. Сперва следует избавиться от картонных прокладок между секциями. Их лучше всего заменить на асбестовый шнур, пропитанный натуральной олифой с примесью графита. Так можно уберечь прокладки от прогорания при больших температурах.

Пока секции разобраны, их стоит промыть изнутри раствором соляной кислоты 6% концентрации, а после большим количеством воды. Так их можно очистить от большого слоя ржавчины и грязи скопившейся за долгие годы эксплуатации.

Порядок сборки радиатора повторяет процесс разборки, только уже в обратном направлении. Для соединения секций используются ниппели, снабженные правой и левой резьбой каждой из сторон. Таким образом, секции как снизу, так и сверху, одновременно притягиваются прокручиванием ниппеля. Как только остается зазор в 2 см между секциями, наматывается асбестовый шнур с пропиткой и окончательно затягиваются ниппели.

Закончив сборку всего радиатора и дождавшись высыхания олифы, следует проверить герметичность стыков, подав в радиатор жидкость под давлением. Только так можно обезопасить себя от возможных протечек в процессе эксплуатации при немалых температурах печи.

Присоединение труб для подачи и обратки лучше всего выполнить по диагонали радиатора. Таким образом, вода будет равномерно проходить по всему новому котлу. Два оставшихся отверстия следует закрыть заглушками. Трубы лучше взять дюймовые. С одной стороны радиатора будет правая резьба и проблем с подключением не возникнет. С другой, где резьба левая лучше использовать ниппель и муфту со сгоном.

Располагать такой самодельный котел следует не в топку, где горят дрова, а в камеры дымохода, которые находятся непосредственно за камерой топки. Так как радиаторы используются чугунные, следует их нагревать не пламенем, а горячими газами, которые отводятся от топки.

Радиатор лучше расположить так, чтобы трубы выходили из него перпендикулярно полу, также подвод обратки опускается ниже пола в подпольное пространство. Так можно достигнуть лучшей естественной циркуляции воды при нагреве.

При сборке секций можно поэкспериментировать, чтобы улучшить конструкцию полученного котла. В результате должно получиться нечто похожее на изображение показанное ниже. Так там показаны примеры расположения котла и способы его подключения. Опять-таки не стоит забывать, что в случае с чугуном располагать котел следует в дымоходе.

Установка котла для кирпичной печи

Какую печку выбрать

Каждый тип печей-котлов уместен при решении определённых задач.

При отоплении подсобных помещений или теплиц городить многотонную махину из кирпича нет необходимости. Большинство потребителей в этом случае выбирает простейший котёл.

Если в доме уже есть исправная кирпичная печь-голландка, в её топливник можно вставить теплообменник, сваренный из труб или листов металла. Для этого придётся достать дверцу, расширить зев топливной камеры, вставить теплообменник и собрать все на место.

При возведении новой печи оптимальной считается схема котла Кузнецова. Высокий КПД отопления достигается за счёт установки теплообменника в горячем колпаке, где температура выше. Дрова в топливнике печи сгорают в оптимальном режиме, и горячие газы нагревают колпак печки с теплообменником. Температура повышается постепенно и держится без дополнительных протопок длительное время.

Проблемы использования печей с водяным контуром

Для начала отметим, что в настоящее время активно продаются камины с установленным водным контуром.

На их основе можно сделать в доме систему радиаторного отопления. К тому же, кроме обогрева, они еще позволяют и готовить пищу.

Кажется, что это вполне удачная инженерная мысль. Но здесь есть присутствует один минус.

Проблема первая – необходимость улучшения циркуляции в системе

Как известно, радиаторная система отопления основана на законе гравитации. При этом образующийся перепад между выходным и входным трубопроводами образует значительную величину.

Первый трубопровод расположен значительно выше второго. И чем больше разница температуры воды, текущей в этих трубах, тем лучше происходит ее циркуляция в системе.

Читайте также:  Калорифер на отработанном масле своими руками чертежи

Но в нашем случае большого наклона в системе не будет. Разница температур также будет недостаточно большой.

Но все эти проблемы легко устранимы. Решить их поможет установка циркуляционного насоса, работающего от сети в 220 вольт. То, как это правильно сделать, подробно описывает инструкция к данному устройству.

Проблема вторая – общий режим нагрева

Продолжим изучение вопроса. Что касается зимнего периода эксплуатации, то здесь все понятно. Печь будет хорошо прогревать помещения. Одновременно на ней можно будет еще и готовить еду.

КПД этого устройства довольно высок. Он составляет до 90%. При этом прогретый в течение одной топки кирпич еще долго сможет греть всю радиаторную систему. Тем самым, он позволит сохранить тепло в жилище довольно долгое время.

Но летом возникнет неожиданная проблема. Чтобы приготовить пищу нужно будет протопить данный агрегат. Но вместе с его нагревом прогреется и вся система отопления.

А это вызовет жуткий дискофорт. Ведь в доме станет жарко. Таким образом, мы с вами определили очевидный недостаток, который имеют кирпичные печи для дома с водяным контуром. Это отсутствие возможности нагрева лишь для приготовления пищи.

Но эта проблема тоже решаема. С приходом теплой погоды можно просто слить воду из системы. После этого можно будет применять исключительно для приготовления пищи.

Совет! Не устанавливайте на трубах, ведущих к водяному контуру, запорные вентили. И уж тем более, не перекрывайте их во время работы изделия. Это приведет к повреждению этому простое. Учитывая высокий КПД печи, нагрев внутри нее будет очень сильным. В результате, вода внутри водяного контура превратится в пар, имеющий высокое давление. В итоге произойдет разрыв этой металлической конструкции. Он неизбежно повлечет за собой разрушение всего устройства.

Но предложенный выше вариант решения проблемы с общим режимом нагрева тоже не является идеальным. Да, он позволит убрать ненужное тепло в радиаторах и снимет угрозу взрыва.

Но попутно возникнет иная проблема. Она связана со следующими процессами, протекающими внутри нашего обогревателя:

  • кирпичные печи с водяным контуром имеют внутри очень высокую температуру, которая образуется благодаря сгоранию дров в топке устройства;
  • из-за высокой тепловой инерции кирпича металлический контур будет перегреваться. А это, с течением времени, может привести к его прогоранию.

Таким образом, залив с наступлением холодов воду в систему отопления можно обнаружить неприятный сюрприз. Им станет протекание контура.

Для исправления этой неполадки придется перекладывать печь. Это приведет к трате времени и финансовых средств. К тому же, класть строительный кирпич – довольно трудоемкая работа.

Совет! При производстве данных работ используйте только специальные материалы (). Они имеют повышенную плотность. Использование иных материалов, таких как двойной силикатный кирпич М 150 недопустимо. Подобные изделия не предназначены для печных работ и быстро портятся под воздействием огня.

Третья проблема – отсутствие механизма аварийного отключения

Представьте, что вы установили себе систему обогрева и для улучшения ее работы включили в нее циркуляционный насос. Заострим внимание на следующих моментах:

  • как правило, такие трубопроводы имеют небольшой диаметр, как впрочем, и сам водяной контур;
  • внутри отопительного устройства образуется высокая температура, а кирпичи очень хорошо аккумулируют тепло;
  • отопительные печи из кирпича с водяным контуром нуждаются в поддержании хорошей циркуляции воды, что необходимо для того, чтобы избежать начала процесса закипания.

А теперь давайте представим, что внезапно отключили свет. Циркуляционный насос перестает работать. Как вы думаете, сколько потребуется времени, чтобы вода в печи закипела? Всего одна минута.

Если мы имеем дело с газовым котлом, то там все просто. Этот процесс будет мгновенно остановлен специальным механизмом аварийного отключения.

А как моментально остановить русскую печь, работающую в полную мощность? Ответ – никак. Это означает, что при закипании воды в устройстве неизбежен взрыв. Его последствия могут быть самыми печальными.

Как сделать регистр самостоятельно

Существуют два основных способа изготовления регистров:

Мощность 1 м2 обоих видов регистра приблизительно одинакова и составляет 10 кВт при установке в дымоходе или 12–15 кВт при установке над топкой. Чтобы сделать регистр из радиатора, нужно полностью разобрать его, отсоединив каждую секцию, затем тщательно очистить от ржавчины и краски с помощью болгарки и проволочной насадки-щетки. Затем нужно набрать нужное для получения заданной мощности количество секций и собрать их, используя фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ ленту). Использовать другие уплотнители нельзя, ведь температура в месте соединения секции и ниппеля может достигать 450 градусов, поэтому бумажные и силиконовые уплотнители прогорят и дадут течь. По диагонали нужно вставить переходники под трубу выбранного диаметра (желательно не менее 40 мм), остальные два отверстия закройте штатными заглушками, также посадив их на ФУМ ленту. После сборки опрессуйте готовый теплообменник под давлением 4–5 атмосфер, если обнаружили течь, то разберите и заново соберите его более качественно.

Чтобы изготовить теплообменник из труб, вам потребуются:

  • болгарка с отрезным и зачистным дисками;
  • сварочный инвертор;
  • плазморез;
  • угольник;
  • рулетка;
  • керн.

Создание отопительной печи с водяной рубашкой своими руками

Многие спрашивают, что нужно для создания такого устройства? В принципе – ничего сложного: нужно обладать знаниями и опытом печника (желательно с многолетним стажем); иметь опыт слесарных и сварочных работ для конструирования теплообменника; много свободного времени и средств.

Читайте также:  Виды и правильное устройство дымохода для газового котла

Совет: Проектирование и кладку печей лучше всего доверить профессионалам. Печь – потенциально опасное устройство. При ошибках в конструкции и дефектах кладки резко увеличивается опасность возникновения пожара и возможность отравления угарным газом.

Если вышеперечисленных знаний и умений у вас нет, то идеальным вариантом будет приобретение современной печи-камина с водяным отоплением.

Данное устройство достаточно просто монтируется в контур, не требует подготовительных работ перед запуском, имеет высокую степень безопасности, декоративности.

Есть другой вариант – переоборудовать уже действующую дровяную печь и установить в ней теплообменник.

Кладка печи

Как сделать кладку печи самостоятельно? Обустройство печки для обогрева дома начинается со сплошной кладки начального ряда, кроме одного стесанного кирпича, для создания уклона в сторону зольника. Кладку второго ряда обязательно перевязывают, с установкой поддувальной дверцы. На третьем ряду устанавливают первую поддувальную дверку. Четвертый ряд сложнее, кроме установки второй прочистной дверки на правой печной стенке, и из половинки кирпича готовят опору под духовой шкаф, где устанавливаются две колосниковые решетки.

Пятый

На пятом ряду оставляются прочистные отверстия, а если есть прочистные дверцы, то их закрепляют к кладке, с одновременной установкой котла водяного отопления, наивысшая точка которого – место выхода трубы, «подачи» горячей воды. Это позволит избежать завоздушивания системы, а сам котел и дровяное отопление будут работать хорошо.

Шестой – десятый

Шестой ряд похож на предыдущую кладку, перевязка швов обязательна. При кладке этого ряда к кладке крепят топочную дверку. Седьмым рядом перекрываем прочистные дверцы. Восьмой ряд, согласно порядовке, с чередованием швов кладки. Этим рядом перекрываются два дымохода за котлом. Два следующих ряда кладутся одинаково, с шовной перевязкой.

Одиннадцатый – двадцатый

Как видно из кладки, водяной котел не прикасается к кирпичной кладке сзади, спереди, оставленный зазор компенсирует расширение водяного котла при нагревании. На одиннадцатом, двенадцатом ряду продолжают предыдущую кладку, швы обязательно перевязывают.

Тринадцатый начинают выкладывать из огнеупорного кирпича, это начало перекрытия отопительной камеры. Четырнадцатый его продолжает. Перекрытие отопительной камеры завершает пятнадцатый ряд. Шестнадцатый ряд дополнительно перекрывает отопительную камеру.

На семнадцатом ряду определяются горизонтальные каналы верхней отопительной камеры, их размеры. Также на этом ряду устанавливаются прочистные дверцы, всего четыре. Горизонтальный канал перекрывается восемнадцатым рядом, следующий ряд – прочистные дверцы, при кладке продолжают соблюдать перевязку швов.

Девятнадцатый закрывает прочистные дверцы. На двадцатом ряду определяются размеры дымоходов.

Финальные ряды

Дальнейшие ряды кладут по порядовкам, перевязывая швы. Далее вплоть до тридцать третьего ряда — кладка по порядовкам, по правилам перевязки швов. На тридцать седьмом, тридцать восьмом ряду на кирпичные печи устанавливают дымовую задвижку.

На 37-38 ряду устанавливают дымовую задвижку.

С тридцать девятого ряда начинается дымовая труба.

Наилучшие показатели водяного отопления достигаются при использовании двухтрубной отопительной системы, кроме этого, в верхней точке обязательно устанавливают расширительный бак, который при перепадах температуры теплоносителя компенсирует увеличение его объема. Высота стояка на подаче максимальная, это улучшает циркуляцию внутри системы.

Возможные ошибки при монтаже

Одним из важнейших моментов является то, где размещена кирпичная печь с встроенным водяным отопительным котлом. Детальный проект необходимо составлять на стадии возведения дома. Встроить такую конструкцию в обжитую постройку практически невозможно. Также и наличие водонагревателя-теплообменника необходимо предусмотреть заранее. Интегрировать его в имеющуюся печь равносильно её кладке заново.

После того как регистр размещён в топке, его необходимо соединить с разводкой системы отопления и опрессовать. Если в ходе этого процесса будут обнаружены ошибки, их можно легко устранить. Когда конструкция уже собрана, сделать это практически невозможно.

Если планируется самотёчное движение теплоносителя по системе, важно проложить трубопровод под небольшим уклоном 1-2 см на 1 м в сторону направления потока. Коммуникации прокладывают ровно в случае, если циркуляция будет стимулироваться насосом.

Несмотря на наличие множества более современных вариантов, кирпичные печи с водяным контуром идеальны для отопления частного дома. Они не только высокоэффективны для обогрева помещений, но и позволяют создать особый уют и аутентичный деревенский колорит в дизайне интерьера.

Способ работы и конструкция

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома работает по стандартному принципу. Для ее установки необходимо создавать систему для водяного отопления, с помощью которой тепло поступает от печных стенок и отопительных радиаторов, подключенных к основному контуру. Контурные трубы подсоединяют к котлу либо регистру, встроенному в печь. Тепловой носитель нагревается путем прохождения сквозь горячий регистр, потом он переходит к трубам и радиаторам.

Пройдя сквозь контур, температура теплоносителя понижается и он снова поступает в теплообменник, где заново прогревается. Для идеальной циркуляции топлива в контур встраивают специальный насос. Важным элементом системы является бачок расширительного типа. Если речь идет о закрытой системе с герметичным контуром, такой элемент можно поставить в любом месте. В рамках открытой системы резервуар ставят в наиболее высокой контурной точке, это может быть чердак либо другое помещение.

Расширительный бачок – емкость для излишков нагретого теплоносителя. Он имеет разнообразную конструкцию, размер и объем, подбирать его необходимо с учетом типа отопительной системы и количества носителя тепла.