Печь в доме с водяным отоплением: советы для изготовления

Содержание:

Одним из способов обогрева дома остается паровое отопление от печки. Хотя данный способ пришел к нам из прошлого, но не теряет своей актуальности, а в последнее время интерес к нему даже растет. Появление же новых строительных материалов с более высокими техническими характеристиками дало печному отоплению новый толчок в развитии. Так почему же некоторые домовладельцы не обращают внимания на современные твердотопливные котлы с высокими значениями КПД, а предпочитают классическую печь с водяным отоплением, сложенную из кирпича?

Печь с водяным контуром

Общие сведения об устройстве печей

Ранее в частных домах рассчитывались и монтировались гравитационные водяные системы, не требующие установки циркуляционных насосов. В них даже предусматривалась возможность нагрева воды для ГВС с помощью дополнительного змеевика, устанавливаемого в расширительный бак открытого типа. В качестве примера на фото представлена схема такой системы.

Схема печи с водяным отоплением

Система отопления с печью

1 — печь для отопления дома с водяным отоплением; 2, 4 – соответственно, обратный и подающий трубопроводы; 3 — приборы отопления; 5 — труба для перелива; 6 — открытый расширительный бак; 7 – уравнивающий бачок; 8 – водопровод; 9, 10 – соответственно, трубы холодной и горячей воды; 11 – стояк подающий; 12 – стояк обратный.

Подобные схемы по сей день актуальны ввиду своей энергонезависимости, а потому имеют право на жизнь. В более современных схемах применяется принудительная система циркуляции с насосом, таких схем существует множество и подбирать их следует индивидуально для каждого конкретного случая.

С давних времен печное отопление действовало только в тех помещениях здания, в которых непосредственно находился источник тепла. Печкой обогревались 2—3 комнаты, куда выходили ее нагретые поверхности, а остальные помещения нагревались по остаточному принципу, за счет поступающего в них теплого воздуха.

С появлением систем, использующих для транспортировки и передачи тепловой энергии воду, традиционные печи для обогрева дома претерпели некоторую модернизацию. Она заключалась в том, что в печку начали встраивать теплообменник, наполненный водой, нагреваемой в процессе ее нагревания.

Теплообменники, используемые для этой цели, бывают двух видов:

  • змеевик, сваренный из стальных труб;
  • полый теплообменник из листового металла коробчатой формы.

Нагревательный элемент устанавливается внутрь источника тепла тоже двумя способами:

  • Непосредственно в камеру сгорания, при этом нагрев теплоносителя осуществляется напрямую от пламени в топке.
  •  В систему газоходов, отбирая теплоту от проходящих по ним раскаленных дымовых газов.
Схема подключения печи к системе отопления

Схема подключения печи к системе отопления

Производительности теплообменника должно быть достаточно для компенсации тепловых потерь здания. Потребность в тепловой энергии определяется укрупненно, из расчета, что на 10 м2 площади требуется 1 кВт мощности нагревателя. Последний можно тоже подобрать укрупненно, руководствуясь таким правилом: 1 м2 площади поверхности змеевика или коробчатого нагревателя, установленного непосредственно в топку, вырабатывает 7 кВт энергии. Если же он расположен в газоходах и теплоноситель в системе прогревается продуктами сжигания, то мощность принимается меньше в 2 раза.

Примечание. Как правило, водяная система отопления устраивается только в той части здания, куда не выходят поверхности нагрева самой печи. В остальной части дома действует прямой печной обогрев.

Обзор различных схем водогрейных печей

Одна из самых простых конструкций печки с П – образным теплообменником, установленным прямо в топке.  Нагреватель с плоскими поверхностями изготавливается из листового металла толщиной 4 мм, для него лучше использовать жаропрочную сталь. Другой вариант – змеевик в виде регистра, свариваемый из труб (можно водогазопроводных) условным диаметром 50 мм и толщиной стенки не ниже 3.5 мм. На рисунке изображена схема печи с водяным отоплением подобной конструкции.

Печь с встроенным теплообменником для водяного отопления

Чертеж печи с встроенным теплообменником для водяного отопления

1 – теплообменник в камере сгорания; 2 – дверца для прочистки дымоходов; 3 — подача в систему отопления.

Принцип действия здесь прост: стальной регистр с теплоносителем прогревается напрямую от пламени в топке, а продукты горения устремляются вверх и делают 3 хода, попутно отдавая тепло кирпичным стенкам и духовому шкафу для приготовления пищи.

Несколько иная печь для дома с водяным отоплением представляет собой двухцелевую варочную плиту с вмонтированным в топку нагревателем. Плита не имеет длинных дымоходных каналов, поскольку в ней предусмотрен отбор тепла от продуктов горения водяным теплообменником. Габариты источника тепла – 1030 х 650 х 780 (высота), мощность нагревателя – порядка 9 кВт. Последний изготавливается из труб диаметрами 57 х 3 мм и 48 х 3 мм. Конструкция печи показана на фото.

Печь с варочной плитой

Печь с варочной плитой

1 – топливник; 2 – зольная камера; 3 – дверца для прочистки; 4 – духовка; 5 – варочная панель; 6 – раствор из глины; 7 – водонагреватель; 8 – дымоходный канал; 9, 10 – соответственно, обратный и подающий трубопроводы системы обогрева.

Топливо, сгорая, нагревает змеевик напрямую. Дополнительно он греется от дымовых газов, что после этого поступают в канал между варочной панелью и духовкой, огибают последнюю и выбрасываются через дымоход. Нагретый теплоноситель циркулирует из регистра в систему, причем побуждение может быть как естественным, так и принудительным. Таким образом, водонагреватель отбирает тепло из топки и продуктов горения, охлаждая их до 150—200 ºС, за счет чего и реализовано водяное отопление от печи.

При всех достоинствах подобной конструкции в ее работе имеется нерациональное зерно. Дело в том, что продукты горения, от которых прогревается варочная панель, сильно охлаждаются теплообменником. Получается, что во время приготовления пищи необходимо перетапливать плиту с целью прогреть варочную панель, а в это время водяное отопление дома будет функционировать на полную мощность, а это нерационально и неэкономно. Для ограничения температуры теплоносителя придется устанавливать буферную емкость – теплоаккумулятор, иначе в осенне-весенний период в комнатах станет невыносимо жарко.

Двухкамерная дровяная печь с водяным отоплением К. А. Дмитриева лишена описанного выше существенного недостатка и считается наиболее распространенным вариантом в средней полосе России. В ней предусмотрены отдельные дымоходные каналы и две раздельных топки, — одна для нагрева духовки и варочного настила, а вторая – обеспечивает водяное отопление от печи. Раздельные дымоходы на высоте 2 м объединяются в один. Габаритные размеры печки – 1500 х 680 х 770 мм (высота), развиваемая тепловая мощность – 9.5 кВт, что уже существенно, так как хватит для дома площадью 100—120 м2. Конструкцию можно подробно изучить по чертежам.

Конструктивная схема и поперечные разрезы печи

Конструктивная схема и поперечные разрезы печи

1 – зольная камера; 2, 5 – камеры сжигания; 3 – духовка; 4 – дверца зольника; 6 – варочный настил; 7, 8 — подключение к водяному отоплению; 9 – теплообменник; 10 – задвижка.

При работе первой топки дымовые газы омывают металлический духовой шкаф и поступают в газоход, находящийся под ним. Водонагреватель в процессе не участвует, поэтому данный режим удобен в летнее время и переходный период. В холодное время года растапливается вторая камера, действующая только для обогрева частного дома и не влияющая на работу варочного настила и духовки. Этот вариант исполнения печи из кирпича является оптимальным и экономичным, показывая неплохие результаты эффективности сжигания твердых видов топлива (КПД – 50—55%).

Почему – кирпичная печь?

В отличие от разнообразных твердотопливных котлов, кирпичные печи для водяного отопления создают в доме своеобразный, здоровый микроклимат. Мало кто будет спорить с тем, что в доме, обогреваемом печью, появляется ощущение особого комфорта и уюта. Приятен особый запах древесины, даже тепло пахнет как-то по-особенному. Обогрев жилища источником тепла, работающим на дровах, — это, в первую очередь, здоровье.

Печь из кирпича с водяным контуром для системы отопления

Печь из кирпича с водяным контуром для системы отопления

Благодаря массивности и теплоемкости конструкции печью с водяным отоплением длительное время сохраняется тепло. Правда, это касается лишь помещений, граничащих с источником тепла, так как при потухшей топке нагрев теплоносителя прекращается. Тем не менее нагретые воздушные массы от стен еще долгое время будут поддерживать тепло в других комнатах.

Каменные печи для отопления дома не столь уж дороги в изготовлении, как можно было бы предположить. Качественный твердотопливный или пеллетный котел может обойтись не меньше, а то и больше строительства печки. А вот долговечность этих различных источников тепла даже и сравнивать не стоит, притом, что цена предположительно одинаковая.

Для справки. По заверениям ведущей немецкой марки BUDERUS, их котлы на твердом топливе с чугунной камерой сгорания могут служить до 30 лет. В то время как печь из кирпича будет функционировать столько времени, сколько простоит ваш дом – 50 лет и более.

Перечисленные виды печей – самые распространенные, в действительности разновидностей подобных источников тепла существует немало, что дает возможность подобрать для своего жилища самый подходящий. Для этого рекомендуется проконсультироваться с опытным мастером – печником. Что же касается их недостатков, то самый существенный – необходимость постоянно подкладывать дрова или уголь, это неизбежно. Даже самая вместительная топка хорошо горит 3—4 часа, не более того.

Совет. Изготавливая стальной водонагреватель для печи, не стоит экономить на материалах. Идеальный вариант – жаростойкий толстый металл, что не подвержен прогоранию и никогда не создаст вам проблем.

По величине КПД отопительные печи из кирпича не могут соперничать с высокотехнологичными котлами, самые лучшие их показатели едва достигают 70%. Это связано с недостаточно эффективным отбором тепловой энергии у дымовых газов. Но как раз печки с водяным контуром выдают наилучшие показатели, поскольку металлический змеевик теплообменника хорошо понижает температуру продуктов горения, передавая их тепло сетевой воде.

Заключение

Традиционная отопительно-варочная печь, веками cогревавшая наших предков, еще долго будет служить и нам, как в качестве отопителя, так и средства для приготовления пищи. При этом нет никаких повышенных требований к качеству топлива, сжигать можно практически любую биомассу.