Печь с кирпича с водяным контуром для отопления дома

Кирпичные печи с водяным отоплением для дома

Традиционная кирпичная печка — надежный и экономный вариант отопления помещений. Но, прогреть коттедж большой площади, тем более с мансардой или вторым этажом, ей не под силу. Существенно увеличить обогреваемую площадь поможет подключение к печи водяного контура. Он равномерно распределяет тепло по всем комнатам. Такая печь работает подобно твердотопливному котлу, но греет еще лучше. Тепло не только направляется к батареям, но и излучается стенками печи, дымового канала.

О чем эта статья

Варианты конструкций кирпичных печей с отопительным контуром

Вариант печи с водяным контуром, которую устанавливают в доме, выбирают, учитывая ряд условий. К ним относятся:

• наличие другой ОС;
• площадь помещения;
• сезон проживания.

Фото 1. Постройка кирпичной печи с водяным контуром. Внутрь монтируется теплообменник, изготовленный из труб.

Если в доме уже установлена отопительная система (ОС), необходимо интегрировать печной вариант в качестве альтернативного с сохранением существующей разводки коммуникаций. Площадь помещения напрямую влияет на эффективность обогрева, поэтому имеет смысл задуматься о печи, способной хорошо держать тепло, а также позаботиться о разводке, доставляющей его в отдалённые участки здания. Сезон проживания позволяет понять, делать конструкцию с расчётом на круглый год или только на холодное время.

В топочной камере кирпичной печи устанавливается важная часть всей системы — теплообменник. Он может иметь разную конструкцию. Существующие схемы и чертежи предлагают несколько распространённых вариантов — из труб, листовой стали и батареи.

Теплообменник из труб

Основой первого варианта служат металлические трубы, сваренные в прямоугольную конструкцию. Обычно она имеет меньшие размеры, чем топочная камера кирпичной печи и устанавливается в неё на некотором расстоянии от стенок. Это необходимо для расширения металла при нагревании. Сама форма трубок теплообменника диаметром до 50 мм позволяет хорошо прогревать протекающую через них воду. Ключевой особенностью этого варианта является то, что при выходе из строя какой-то из трубок, её легко заменить.

Теплообменник из листов стали

В теплообменнике из листовой стали вместо труб используются заполняемые водой камеры.

Фото 2. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из листов стали. С двух сторон устанавливаются трубы для горячей и холодной воды.

В отличие от варианта из труб, площадь листового резервуара больше, а значит и передача тепла протекающей через него жидкости выше, но срок службы более короткий. При этом в обоих вариантах при близких габаритах 36х40х80 см обязательно используются ещё две трубы: на выход горячей воды сверху и на вход обратки снизу.

Водяная рубашка из батареи

Есть ещё один вариант — теплообменник из старой батареи. Несколько чугунных секций вполне способны обеспечить подачу тепла в отопительную систему. Плюс такого подхода — отсутствие затрат на изготовление и материалы.

Однако минус — большие размеры секций, которые придётся размещать не в топочной камере, а в отдельном отсеке кирпичной печи. К нему тепло поступает по отдельному каналу в кладке. Учитывая толщину стенки батареи (около 3 мм), отсутствие прямого контакта с огнём не лучшим образом повлияет на КПД. Да и большой вес потребует прочного фундамента.

Фото 3. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из старой чугунной батареи. Конструкция устанавливается не в топочной камере.

Плюсы и минусы различных теплообменников

Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет. Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов. Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.

Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:

1. При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
2. Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
3. Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке. Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
4. Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.

Разновидности сварных регистров

Важный момент. Любые теплообменники, монтируемые внутрь топливника, забирают приличную часть выделяющегося тепла. Это снижает и без того невысокую теплоотдачу печки плюс уменьшает длительность горения с одной закладки дров или угля.

Экономайзер (слева) и обычный бачок для монтажа на дымоход (справа)

Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов. А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С. Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки. Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.

Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет. И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел. Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.

Железная печка конструкции Бутакова с конвекционным кожухом и водяным контуром на задней стенке топливника

Вывод. Лучший способ получить горячую воду от стального отопителя на дровах или отработке (такие применяются в гаражах) – сделать теплообменник самоварного типа или емкость на дымоходной трубе. Для кирпичной печи вариантов немного – встраивание емкости либо регистра.

Оригинальная конструкция наружного теплообменника с импровизированным экономайзером продемонстрирована на видео:

Про теплообменник

Самостоятельное обустройство кирпичной печи с водяным котлом отопления вынуждает учитывать много факторов. Грамотно рассчитать проект системы.

Обустроить жидкостный регистр в печи можно в:

• полости очага;
• дымоходе;
• теле печи около очага.

Место теплообменника определяет форму, расходный материал:

• медь. Эффективность достигается теплопроводностью. Медь плавится при низкой температуре, жидкость в контуре должна регулярно циркулировать;
• жаропрочная сталь. Толщина 4-6 мм. Достижение долгой эксплуатации выполняется путем постоянного наличия воды в контуре;
• нержавеющая сталь. Сложности возникают на этапе обработки материала.

Если расположить водяной контур в очаге, летом система будет постоянно поддаваться нагреву. Придется вывести регистры для снятия излишка тепловой энергии. Монтаж в дымоходе требует дополнительных заслонок, исключающих нагревание котельного оборудования летом. Тепловой обменник должен быть больше, чем встраиваемый аналог в очаг печи. Котел не должен способствовать снижению пропускных возможностей канала выведения угарного газа наружу.

Расчет мощности, размеров

Для эффективной работы отопительной печной системы нужно правильно рассчитать площадь, мощность батарей. Печь с водяным контуром требует только приблизительных расчетов.

Исследования показали, что для обогрева 10 кв. м площади потребуется 1 кВт мощности радиатора. С 1 кв. м теплообменника получаем 5-10 кВт тепловой энергии. Для определения мощности батареи берется в учет:

• расположение змеевика;
• топливо: уголь, дрова, паллеты. Уголь в процессе сгорания выделяет существенно больше тепловой энергии;
• приблизительные температурные отметки очага, теплообменника;
• средний температурный режим водяного контура;
• коэффициент тепловой отдачи стройматериала змеевика.

После приведенного расчета, площадь змеевика рекомендуется повысить на 10-15 %. При сгорании топливного сырья мощность теплового обменника начинает понижаться.

Монтаж отопления в доме

Необходимо приобрести необходимое количество радиаторов, количество секций и их общая площадь зависят от размеров помещений. Радиаторы устанавливаются в комнатах и соединяют трубами, возможно верхнее или нижнее подключение. После этого вся система отопления соединяется, и в неё заливается теплоноситель. В верхней точке системы должен быть установлен расширительный бачок.

Необходимо также решить вопрос с циркуляцией теплоносителя в системе. Возможно два варианта:

• Естественная циркуляция, когда вода будет двигаться по трубопроводу благодаря разнице в плотности и давлению. В этом случае система подойдёт только для одноэтажного дома небольшой площади, кроме того, эффективность обогревателей будет не слишком высокой.
• Принудительная циркуляция воды, которая обеспечивается установкой циркуляционного насоса. Это устройство ускорит движение теплоносителя и позволит обеспечивать более эффективный обогрев.

Кроме того, его установка даст возможность обогревать намного большую площадь, и такого обогревателя будет достаточно даже для двухэтажного коттеджа. Однако есть и минус: он будет зависимым от электричества: если в деревенском доме возникнут перебои с энергией: движение остановится, и постепенно теплоноситель просто закипит в трубах.

Известно, что хорошо высушенные дрова горят намного лучше, поэтому есть смысл приобретать топливо сразу на несколько отопительных сезонов. За год-два древесина полностью высохнет, и такого топлива будет требоваться намного меньше. Кроме того, на участке нужно обеспечить все условия для правильного хранения: потребуется дровяной навес, который будет закрывать топливо от дождя и сырого ветра.

Дровяная печь, снабжённая системой для водяного обогрева, станет одним из самых выгодных решений для домов, которые невозможно подключить к централизованной газовой сети. Многим она нравится и по другим причинам: на строительство печи и использование дров для обогрева не нужно получать никакие разрешения и решать другие бюрократические вопросы.

Типы печей по методу нагревания

Работают печи для водяного отопления дома на дровах, угле, торфе, евродровах. По типу камеры они отличаются по габаритам и делятся на переносные и стационарные. По внешнему виду дверцы в печи бывают с прямоугольными, щелевыми, круглыми и шахтными разъемами. Также печи могут обладать одним или двумя действующими отсеками.

Однокамерные

Подходят для небольших помещений, быстро прогревают пространство, доступны по цене и не требуют особых знаний при эксплуатации.

Двухкамерные

Нижние и верхние части работают по принципу самообеспечения. В цокольном отделе сгорает топливо, преобразуясь в газ, который поднимается и соединяется с кислородом. Такая система позволяет экономить на топливе, при этом уровень КПД максимальный.

Конвекционные

Функционирование модели обеспечивает циркуляция воздуха, поэтому холодный поток, поступающий снизу, сверху нагревается до высоких температур. Быстрый разогрев помещения, но и такое же остывание.

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.