Печное отопление с водяным контуром своими руками

Печи: виды, конструкция, кладка

Печное отопление с водяным контуром позволяет повысить КПД печи, более равномерно распределять тепло по отапливаемому помещению и рациональнее расходовать топливо. Подобные печи (с водяным отоплением) дают возможность совместить преимущества традиционного печного и водяного отопления. Об их особенностях, преимуществах, недостатках, типах и о том, как их соорудить своими собственными руками, вы можете узнать из данной статьи.

Содержание:

>Особенности устройства;

>Теплообменники (котлы, регистры);

>Как сооружаются такие печи;

>Устройство контура своими руками;

>Конструкция и кладка  — видео.

Особенности устройства печного отопления с водяным контуром

При обычном печном отоплении (отопительная или русская печь) тепло распространяется неравномерно – возле печи жарко, а чем дальше тем холоднее. Водяное же отопление, при помощи теплообменника вмонтированного в топливник печи или дымоход, дает возможность более рационально распределить тепло по всему помещению и повысить КПД. Кроме этого, таким образом можно отапливать сразу несколько комнат или даже весь дом. Причем подобная печь может быть не только отопительной, но и отопительно-варочной. Теплообменник водяного контура можно также установить в кухонной плите.

 

 

При использовании водяного контура печь превращается в разновидность твердотопливного котла, с той лишь разницей, что кроме нагревания теплоносителя, в этом случае, нагреваются еще и стенки печи и дымовые каналы, которые также участвуют в нагреве помещения. Печное водяное отопление будет обеспечивать передачу тепла от теплообменника к радиаторам в период топки, а нагретая поверхность корпуса печи будет отдавать тепло и в остальное время.

Печи с водяным отоплением, на сегодняшний день, применяют всё чаще, особенно в сельской местности, в районах, где нет газа и печное отопление используется традиционно или же для отопления загородных домов или дач. При использовании данного вида отопления нет потребности покупать дорогостоящие котлы промышленного изготовления. Это наиболее экономный вариант отопления дома при помощи твёрдого топлива. Однако такое отопление имеет и свои минусы и их следует учесть, выбирая такой способ отопления дома.

Главными недостатками печи с водяным контуром можно считать то, что:

  • Теплообменник (печной котел, регистр) уменьшает полезный объем топливника. Чтобы это компенсировать, при кладке топливника можно подобрать необходимую ширину теплообменника и печи или устраивать печь длительного горения, а в случае монтажа теплообменника в уже существующую печь кратковременного отопления, придётся просто чаще подкладывать топливо при её топке.
  • Наружные стенки топливника данной печи будут нагреваться слабо, так как тепловая энергия горения дров будет расходоваться на нагрев теплообменника и теплоносителя в нем. Нагреваться будет, главным образом, верхняя часть печи, где располагаются ее дымовые каналы (дымообороты).
  • Несколько ухудшатся условия сжигания топлива, так как теплоноситель, циркулирующий в металлическом регистре будет забирать тепловую энергию, снижая тем самым температуру в топливнике. Особенно это заметно в начале топки.
  • Если в доме зимой проживают нерегулярно, тогда вода в системе водяного отопления может замерзнуть. В этом случае ее лучше заменить на незамерзающую жидкость или вообще отказаться от водяного контура.
  • Поверхность регистра следует периодически очищать от сажи, чтобы не снижалась эффективность передачи тепла водяному контуру.

Возможны три варианта устройства печного отопления с водяным контуром:

  • купить готовую металлическую печь или печь-камин такого типа и смонтировать под нее систему водяного отопления или подключить к уже имеющейся;
  • нанять специалиста-печника, который сложит подобную печь из кирпича;
  • возвести печь с водяным отоплением собственноручно.

В последних двух случаях нужно будет купить или изготовить самостоятельно печной котел или теплообменник, который является обязательным элементом водяного контура.

Как соорудить такую печь своими руками

Можно ли соорудить печь с водяным контуром своими собственными руками? Вполне, если вы имеете уже опыт печных работ или хотя бы кирпичной кладки. Первое, что нужно перед этим сделать заготовить теплообменник или по другому — регистр, котел, змеевик. Его можно купить готовым или изготовить самому из листового железа или труб, применяя конструкции, которые предложены ниже. Можно проявить фантазию и на основе этих регистров сделать свой вариант, который бы учитывал все особенности именно вашей печи или кухонной плиты (размеры топливника, размещение и т.д.).

Печные теплообменники (регистры или котлы)

Чтобы устроить печное отопление с водяным контуром своими руками в топливнике печи устанавливают теплообменник (регистр, котёл, змеевик) и подсоединяют к нему систему водяного отопления. Подобные теплообменники могут быть разных конструкций и производятся из труб или листовой стали толщиной около 3-5 мм. Теплообменник должен быть таким, чтобы обеспечить максимальный нагрев теплоносителя (воды) и достаточно хорошую его циркуляцию.

Теплообменники, выполненные из листовой стали проще изготовить и легче очищать от продуктов сгорания в процессе эксплуатации печи, однако они имеют меньшую площадь нагрева, по сравнению с регистрами, изготовленными из труб.

Как правило, такие теплообменники (регистры) производятся специалистами, которые специализируются на установке водяного отопления. Но имея навыки сварочных работ, вполне можно изготовить такой теплообменник и самостоятельно. Можно также самому заготовить все необходимые элементы, а сварку поручить более опытному специалисту. Рассмотрим несколько возможных конструкций из труб и листового металла для печей различных видов.

Теплообменник (регистр) из труб

Ниже приведен один из возможных вариантов теплообменника. Данный теоблообменник целесообразно использовать в отопительно-варочных печах и кухонных плитах, так как его конструкция дает возможность установить над ним плиту для приготовления пищи.

Рис.1 Регистр (теплообменник) из труб.

Для упрощения процесса изготовления теплообменника (по другому: змеевика или регистра) в приведенную выше конструкцию можно ввести изменение: вместо верхней и нижней П-образных труб диаметром 50 мм можно использовать профильную трубу 40 х 60 мм. Будет проще вырезать отверстия под вертикальные трубы и проводить сварочные работы. Вертикальные трубки можно оставить круглыми или заменить трубами прямоугольного профиля: 30-40х30-40 мм.

Можно из труб выполнить для отопительно-варочной печи с водяным контуром теплообменник несколько другой конструкции:

Если такой регистр устанавливать в отопительных печах, где нет потребности устанавливать плиту для приготовления пищи целесообразно будет в вехнюю П- образную трубу приварить ещё и горизонтальные трубки диаметром около 32-40 мм, для улучшения КПД теплообменника или изготовить конструкцию, которая показана на фото слева, из Г-образных изогнутых труб. «Обратка» и выход нагретой воды могут быть с различных сторон, как на фото или же с одной — сзади. Возможет также вариант вывода их на ту или иную сторону, в зависимости от конструкции самой печи и схемы разводки труб системы водяного отопления в доме.

Теплообменник  из листовой стали

Данный теплообменник целесообразно использовать в отопительных печах. Он может быть выполнен из листовой стали толщиной около 3 — 5 мм, отрезка трубы 50-60х40 мм прямоугольного профиля и отрезков труб диаметром 40-50 мм для подвода и отвода теплоносителя (воды). Длинна подобного теплообменника может меняться в зависимости от размеров топливника печи.

 

 

Рис.2 Теплообменник (печной котел) из листовой стали.

Для применения данной конструкции в отопительно-варочных печах или кухонных плитах нужно конструкцию печи соорудить таким образом, чтобы огонь и горячие газы проходили над верхней полкой регистра, обтекая его и входя в дымообороты в передней части топливника. Тогда над теплообменником можно тоже установить плиту для приготовления пищи.

Другой вариант применения такого регистра из листовой стали для отопительно-варочной печи или кухонной плиты — изготовление его без верхней полки, только с боковыми (так называемая «книжка»), которые в задней части вверху и внизу соединяются круглыми трубами диаметром 50 мм или прямоугольного профиля 60х40 мм. Для улучшения циркуляции в передней части регистра вверху можно соединить боковые полки трубой диаметром примерно 32-40 мм или трубой 40-60х40 мм.

Подводящий и отводящий патрубки, в зависимости от выбранной конструкции печи и её расположения по отношению к водяному контуру, могут быть расположены как сзади теплообменника (как в предыдущем варианте), так и сбоку (слева или справа, как показано на рис.3).

Рис.3 Теплообменник из листовой стали и труб.

В таком случае плиту для приготовления пищи можно будет устанавливать непосредственно над теплообменником.

Для печного отопления с водяным контуром можно также применять конструкции теплообменников, которые приведены в статье „Твердотопливные котлы своими руками” , изменив размеры в соответствии с габаритами топливника своей печи или необходимой мощности системы водяного отопления.

Как уже упоминалось, печи с водяным отоплением могут быть как чисто отопительными так и отопительно-варочными. Теплообменник можно устанавливать даже в русской печи. Во всех случаях результат будет положительный — распределение тепла при отоплении  комнаты или дома станет более равномерным, его КПД увеличится и появится возможность отапливать одновременно несколько комнат.

Кладка печи

Возможны два варианта устройства печного отопления с водяным контуром:

  • кладка новой печи (с нуля) в соответствии с размерами имеющегося теплообменника и разводка от неё системы водяного отопления;
  • установка регистра в уже имеющуюся печь (при этом придется теплообменник изготавливать под размеры печи) и также разводка от неё контура водяного отопления.

В том и другом случае следует учесть, что внутренний размер водяной рубашки (теплообменника) должен быть не меньше 3 см иначе вода, особенно при не очень сильной естественной циркуляции, может закипать. При применении циркуляционного насоса в системе отопления толщина водяной рубашки может быть меньшей: 25-30 мм.

Толщина стенок теплообменника печного отопления с водяным контуром должна быть около 3-5 мм. При меньшей толщине стенок они могут быстро прогорать и придется менять регистр, а для этого нужно будет разбирать и печь. Кроме этого, минимальная толщина стенок зависит и от типа твёрдого топлива, которое будет применяться: для дров она может быть меньшей, а для угля должна быть больше.

Рис.4 Вариант расположения регистра в топливнике: 1 — топливник печи; 2 — зольник (поддувальная камера); 3 — регистр (теплообменник) водяного отопления.

Чтобы печной котел (теплообменник) эффективно нагревался и для компенсации теплового расширения металла при нагревании, нужно оставлять зазор между ним и стенкой топливника 0,5-1,5 см. При использовании в качестве теплообменника конструкции из листовой стали достаточно будет зазора 0,5-1,0 см — для компенсации теплового расширения.

При использовании же теплообменника из труб рекомендуется оставлять зазор 1-1,5 см для того, чтобы не только компенсировать тепловое расширение, но и для более эффективного нагревания регистра, а также возможности прочистки этого пространства. Так как со временем пространство за регистром и между трубами может засоряться золой и эффективность работы теплообменника будет снижаться. Поэтому, в отопительно-варочных печах и кухонных плитах с котлом водяного отопления нужно предусмотреть возможность снятия плиты для регулярной тщательной очистки регистра. В отопительных печах такую очистку приходится производить через топочную дверку.

Следует отметить, что теплообменник (регистр, котел) можно устанавливать не только в топливнике, но и в дымооборотах или в колпаке безоборотных печей (рис.5). Некоторые специалисты считают, что это даже предпочтительнее, так как, в этом случае, в топливнике создаются лучшие условия для полного сгорания топлива. К тому же, при таком варианте размещения теплообменника рекомендуется, чтобы он был установлен на потоке горячих газов идущих сверху-вниз. В этом случае, горячие газы будут максимально отдавать свою тепловую энергию, поднимающейся снизу-вверх, воде, циркулирующей в регистре.

Рис.5. Расположение теплообменника в колпаке печи.

Установка регистра (теплообменника)  в готовую печь

Чтобы установить теплообменник (котёл, регистр) в готовую печь возможны два варианта.

В первом случае можно установить регистр (теплообменник) без разборки печи. Это может быть возможно в отопительно-варочных печах или кухонных плитах, варочная плита в которых установлена так, что её можно снять без разбора самой печи. Кроме снятия плиты нужно будет в стенках топливника проделать отверстия для труб отопления идущих к регистру.

Во втором случае, нужно будет разобрать верхнюю часть печи до пода топливника. Этот вариант подходит для всех видов печей и применяется наиболее часто. После установки регистра, печь восстанавливается в том же виде, как она была выложена до этого.

Можно, конечно, при этом изменить направление и количество дымовых каналов, если в этом будет необходимость. Главное, чтобы не перестараться — печь должна иметь после восстановления достаточную тягу. Если до разборки она имела хорошие характеристики и вполне Вас устраивала, тогда лучше ничего не изменять – восстановить всё как было.

Эту работу вполне можно выполнить и самостоятельно. Для этого при разборке печи нужно зарисовать порядовки – расположение кирпичей в каждом ряду, по которым легко можно будет восстановить верхнюю часть печи. Кладку верхней части можно выполнить из того же кирпича, если он остался целым, с соблюдением основных правил кладки печей. Если же некоторые кирпичи разрушились при разборке их следует заменить, желательно, кирпичами такого же вида и качества.

Монтаж системы своими руками

Контур системы водяного отопления от печи производится также как и от твердотопливного котла, разница лишь в том что обычно входное отверстие (обратка) теплообменника находится выше, чем у котла. Это нужно учесть при монтаже труб водяного контура системы отопления. Обычно, такие системы делают двухтрубными с нижней или верхней разводкой.

Рис.6 Двухтрубная схема печного отопления с водяным контуром: 1 — теплообменник (регистр, котел); 2 — расширительный бак; 3 — коллектор разгона (при естественной циркуляции); 4 — духовой шкаф или водогрейный бак; 5 — подающая магистраль; 6,7 — запорная арматура; 8 — обратка; 9 — радиаторы; 10 — циркуляционный насос.

В верхней точке магистрали водяного отопление нужно установить расширительный бак или же включить в систему гидроаккумулирующую емкость, для создания избыточного давление в системе. В этом случае в систему следует включить и блок безопасности с манометром, предохранительным клапаном и воздушным клапаном.

Виды циркуляции

При устройстве водяного печного отопления с естественной циркуляцией трубы отопления нужно монтировать с максимально возможным уклоном (не меньше 3-5о). Кроме того, на подающей трубе, после выхода её из печи, желательно устроить «коллектор разгона»: труба поднимается сначала вертикально вверх на 1-1,5 м, а потом опускается наклонно вниз к радиаторам. Это даст возможность улучшить естественную циркуляцию теплоносителя.

Принудительная циркуляция позволяет повысить КПД водяного отопления на 20-30 %. Для этого в систему нужно включить циркуляционный насос. Правда, устраивать печное водяное отопление только с принудительной циркуляцией нецелесообразно и даже опасно, так как при отключении электроэнергии насос перестанет работать и вода в системе закипит.

Поэтому лучшим вариантом для нашего случая будет устройство системы с комбинированной циркуляцией, при которой уклоны труб соблюдаются, как при естественной циркуляции, но параллельно устанавливается циркуляционный насос: при отсутствии электроэнергии такая система может работать с естественной циркуляцией, а при наличии электричества – с принудительной циркуляцией. Для этого циркуляционный насос монтируется в контур водяного отопления печи при помощи байпаса — параллельно основной магистрали. Подробнее о комбинированной схеме…

Применение печи с водяным отоплением более эффективно, с точки зрения использования энергии топлива, чем применение простого твердотопливного котла, так как энергия сгоревшего топлива не только нагревает воду в системе отопления, но и дымовые каналы и стенки печи, которые потом отдают это тепло в помещение.

С таким же успехом можно устанавливать водяной контур и в кухонных плитах, совмещая процесс приготовления пищи с эффективным отоплением дома.

Печное отопление с водяным контуром видео

С этим материалом часто читают:

 Банные печи своими руками

 Отопительно варочные печи своими руками

 Печное отопление частного дома
Дровяные печи-камины

Оставить отзыв

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *