Печи с водяным контуром: конструкция, монтаж, виды

Принцип работы печки основан на многоступенчатом сгорании топлива. При её работе используется большое количество топлива (дров) одновременно, за счет минимального поступления кислорода топливо сгорает не сразу, а начинает тлеть. Вырабатываемый от сгорания древесины горючий газ подвергается вторичному сожжению, за счет подачи кислорода (воздуха) в специальном отсеке. Такие печки еще называют газогенераторными, так как топливо само вырабатывает горючий газ.

Печное отопление

Как система энергообеспечения, печное отопление применяется очень давно и обладает рядом преимуществ:

  1. Не требует подключения к сети питания. Для отопления нужны твердые материалы типа дров, угля, брикетов.
  2. Позволяет реализовать лучистую систему отопления, при которой стенки печи накапливают и передают тепло в помещение. Тип системы считается одним из самых лучших, сохраняющих заданные температуры долгое время.
  3. Правильно сложенная печь греет комнаты, служит для подогревания воды, приготовления пищи. Нет затрат электроэнергии, газа, а значит, снижаются расходы на содержание жилья.
  4. В холодное время года печь аккумулирует тепловую энергию, передавая ее в помещения. В жару конструкция также нагревается, беря на себя избыточное тепло, что помогает поддерживать в комнатах прохладный климат.

Вид отопления считается самым экологически чистым и безопасным. Но есть и минусы:

Получается, что печное отопление – дело хлопотное и затратное. И если в домах сезонного проживания такие заботы становятся приятным дополнением, то в особняках круглогодичного проживания они доставляют неудобства. Лучше рассмотреть варианты магистрального газового отопления или сделать систему с использованием баллонного газа.

Как устроена и как работает

Основная характеристика печного отопления (в виде обычной русской печи и ей подобных) заключается в том, что распределение тепла по помещению является неравномерным. Поэтому рядом с источником обогрева довольно жарко, а на расстоянии от него может быть прохладно. В домах с отоплением такого типа вся жизнь крутится именно вокруг этого устройства.

Печь с водяным контуром позволяет прогреть помещение не только с помощью горячего корпуса, но и посредством теплоносителя, который проходит по отопительной системе. Это может быть вода или любое другое жидкое вещество, применяемое для передачи тепловой энергии. Такие печи позволяют более рационально использовать тепло. Определенная часть энергии идет на нагрев воды в отопительной системе.

Как устроена и как работает

Что касается устройства, то печь такого типа оснащена металлическим элементом с функцией нагрева воды. Это специальная емкость, имеющая штуцеры, к которым подсоединяются трубы. Она устанавливается возле топки под внешним кожухом самой печи.

Преимуществом устройства, функционирующего на водяном отоплении, является то, что оно может нагреть не одно помещение, а все комнаты в доме. То есть печь этого типа работает подобно твердотопливному котлу.

С учетом всего вышесказанного можно прийти к заключению, что печь с водяным контуром передает тепло непосредственно от устройства к отопительным радиаторам во время топки печи. Нагретая поверхность корпуса распределяет тепло по всему дому.

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).
Читайте также:  Как выбрать проточный газовый водонагреватель — виды и модели

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.

Кладка и кирпич

Печник – это такая профессия, которая известна с самых давних времен. Мастера кладки всегда пользовались особым уважением у всех категорий населения. Квалифицированный мастер создаст такой агрегат, как русская печь с водяным отоплением, у которой всегда будет равномерным образом нагрета поверхность и отличная тяга.

Существует несколько главных правил, которые должны соблюдаться всеми специалистами из данной области:

  • Камеру для топки необходимо изготавливать только из таких материалов, которые выделяются своими огнеупорными свойствами. Если огонь будет выходить из очага, он может нанести вред даже обычному кирпичу или камню.
  • Во время укладки стенок печки не нужно экономить на материалах. Если стенки укладывать в четверть кирпича, то это может значительно снизить надежность и всей конструкции.
  • Герметичность швов также требует к себе особого внимания. Если оставить даже незначительную щель, через нее потом может выходить угарный газ, а это может быть очень опасным для здоровья человека.

Кирпичные печи с водяным отоплением сегодня – это современное оборудование, которое эффективно обогреет ваш дом.

Установка теплообменника в топку

Особенности

  • возможность обогрева больших площадей;
  • несколько вариантов строения котла (в виде широкого бака или плоской емкости);
  • плоские котлы и баки имеют больший объем, чем конструкции из труб, и позволяют использовать часть воды для санитарных нужд;
  • затрудненная, но тем не менее реальная возможность встраивания в уже сложенную печь.
Установка теплообменника в топку

Трубчатый теплообменник наиболее популярное решение для встройки в топку. Он может:

  •  иметь различные простые и сложные формы, габариты;
  •  устанавливаться по наружной стороне топки или двум — трем сторонам;
  •  легко выниматься из печи для профилактического осмотра и ремонта.

Выбирайте бесшовные модели. Их отличительный признак — отсутствие продольной линии сварочного шва. Шовные трубы часто трескаются при нагреве.

Установка теплообменника в топку

Монтаж

Печное отопление с водяным контуром: монтаж своими руками

Для монтажа системы отопления своими руками не лишним будет уже имеющийся опыт обустройства каминов или укладки кирпича. В случае отсутствия необходимого опыта и умений, следует доверить установку отоплительной системы профессионалам, поскольку поломка любого механизма обогрева потенциально опасна.

Самая важная деталь в готовой конструкции — теплообменник. Приобрести оный можно в магазине, или же изготовить самостоятельно из труб и листов железа. Можно внедрить змеевик в уже действующую печку, или же установить теплообменник и позже уложить кладку камина.

Читайте также:  Газовая котельная — устройство, как сделать, требования

Стены змеевика обязаны быть не менее пяти миллиметров. При строительстве угольного камина, сделать их нужно ещё толще, в противном случае они могут прогореть. В теплообменнике толщина слоя воды должна быть больше четырех сантиметров, иначе она может начать кипеть. Его нельзя устанавливать вплотную к стене топки из-за расширения змеевика от получаемого жара — лучше оставить зазор в два сантиметра.

Самое важное — продумать нюансы пожарной безопасности своего обогрева. Облицовку следует выполнить материалами не поддающимися огню, например — кирпичом. Между камином и перегородками из древесины необходимо оставить воздушные прослойки во избежание перегрева и последующего пожара.

Подробные схемы систем обогрева можно найти в интернете. За котел с водяным контуром для отопления дома лучше не браться, если нет уверенности в собственных силах.

Печные теплообменники

Схема обустройства змеевика

Печные теплообменники

На схеме изображен один из вариантов змеевика. Такой тип обменника хорошо размещать в отопительно-варочных печах, потому как его строение легко позволяет разместить сверху плиту.

С целью уменьшения трудоемкости процесса изготовления можно внести немного изменений в данную конструкцию и заменить верхнюю и нижнюю П-образные трубы на профильную трубу. Кроме того, вертикальные трубы тоже заменяются на прямоугольные профили в случае необходимости.

Печные теплообменники

Змеевик-теплообменник

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.

Конструкция печи-буржуйки: особенности, принцип действия, устройство теплообменников

Буржуйка с водяным контуром работает следующим образом:

  1. В топку загружают дрова.
  2. Разжигают огонь, тепло передаётся напрямую баку с водой или змеевику рекуператора.
  3. В систему отопления или водоснабжения поступает горячая вода.
  4. Остатки тепла и горючих газов через дымоход удаляются из помещения.
  5. Пепел через колосники падает в зольник.
Читайте также:  5 ошибок при выборе ИБП для газового котла.

В конструкции агрегата с водяным контуром использованы два принципа сбора энергии:

Конструкция печи-буржуйки: особенности, принцип действия, устройство теплообменников
  1. Прямой сбор тепловой энергии. Контур теплообменника находится внутри печки. От контакта открытого пламени и трубок бойлера сразу начинается теплопередача. Вода в радиаторе закипает и поступает в систему отопления. Оттуда её направляют в трубы водоснабжения. Теплообменник испытывает большие перепады температуры (контраст между температурой воды и жара внутри печи).

    Теплообменник прямого сбора тепловой энергии располагается прямо в активной зоне

  2. Сбор вторичного излучения обогревателя. Контур бойлера расположен вне обогревателя. Находясь снаружи, он собирает вторичное тепловое излучение нагретой металлической поверхности. Степень нагрева теплообменника ниже, чем в предыдущем случае, перепады температур не столь значительны. Вода в контуре устройства начинает нагреваться после разогрева печурки.

    Водяной контур теплообменника нагревается за счёт вторичного излучения тепловой энергии от корпуса печи

Фотогалерея: распространённые виды теплообменников

При необходимости подогрева небольшого объёма воды теплообменник можно установить прямо на дымоходТеплообменник прямого сбора испытывает воздействие больших перепадов температур, поэтому его надо делать из толстостенных трубВ этой конструкции промежуточный теплообменник отсутствует, вода нагревается в баке, установленном сразу на печь

Конструкция печи-буржуйки: особенности, принцип действия, устройство теплообменников

Теплообменник с большой площадью контакта с огнём будет нагревать воду максимально эффективно, но быстрее прогоритНакрученная на корпус печки труба нагревает воду за счёт энергии горячих стенок

Внутри бойлера образуются минеральные соли. Поэтому вместо воды целесообразнее использовать антифриз или тосол, в которых содержатся присадки, препятствующие образованию минеральных осадков. Самые распространённые конструкции теплообменников:

  • встроенный в печку бак с водой — ёмкостной бойлер;
  • трубный котёл — бак в виде водяной рубашки вокруг печки или дымохода — ёмкостной теплообменник;
  • магистральные бойлеры — спираль змеевика или водовод, проходящий в активной зоне теплопередачи.

Расчёт основных параметров буржуйки с водяным контуром

Конструкция печи-буржуйки: особенности, принцип действия, устройство теплообменников

Для просчёта размеров печки с водяным контуром необходим рисунок, чертёж или эскиз будущего устройства. Это поможет избежать ошибок при изготовлении.

При изготовлении буржуйки используют толстостенный легированный металл

Вам также может быть интересна статья об изготовлении металлической печи для гаража: 

Советы по выбору печи

Рекомендация номер один: для нагрева теплоносителя в сети водяного отопления используйте твердотопливный котел. Если необходимо, купите модель длительного горения с объемом загрузочной камеры более 100 литров. Современные ТТ-котлы направляют 75—80% энергии сжигания на разогрев воды и почти не поднимают температуру окружающего воздуха.

Если в силу разных причин вы хотите ставить печь с теплообменником, прислушайтесь к следующим советам:

  1. Чугунная или стальная буржуйка хорошо подойдет для небольшой дачи площадью 40—80 м². Отопителя хватит на конвекционный обогрев центральной комнаты, в соседних помещениях расположите батареи.
  2. Каминная топка либо железная печка, оснащенная панорамным стеклом, станет удачным украшением гостиной. Одно условие: применяйте изделие в качестве дополнительного источника тепла, а основную нагрузку возложите на газовый либо дровяной теплогенератор. Тогда удастся сохранить чистоту и порядок возле буржуйки.
Советы по выбору печи

Пример схемы совместного подключения камина, газового двухконтурного котла и радиаторного отопления

  • На этапе строительства дома однозначно закладывайте печь из кирпича. Это лучший вариант по сравнению с железными отопителями.
  • Теоретически мощности каминной топки хватит на отопление квадратуры 100—120 м². Практика показывает: без помощи второго теплогенератора ее придется загружать дровами с интервалом 3—4 часа. Поэтому рассчитывайте на меньшую площадь обогрева.
  • Важный момент. Все дровяные отопители, оборудованные водным контуром, объединяет одна особенность: из-за интенсивного отбора теплоты поверхности регистра и стенки дымохода обильно покрываются сажей. Единственный выход – топить печку на максимуме, дабы сажевый налет выгорал от высокой температуры. Поддерживать такой режим не всегда удобно.

    Как подобрать конструкцию и рассчитать площадь теплообменника в кирпичном варианте печи: