Печи с водяным контуром для отопления частного дома: обзор

Как выбрать и на что обратить внимание?

Какие качества должны присутствовать у отопительного оборудования, чтобы стать надежным источником тепла:

Мощность. Изменяется с размерами топки и габаритами печи. В среднем, для помещения площадью 10 м² требуется 1кВт мощности.
Габариты. Должны вписываться в помещение для установки.
Объем теплоносителя. Складывается из объема труб и радиаторов, зависит от общей протяженности системы и количества батарей. К полученному значению прибавляется еще 10%.
Сечение дымохода. Показатель важен для подбора подходящих элементов конструкции.
Дополнительные опции. Приготовления и подогрев продуктов, легкая очистка стекла, не нагревающиеся ручки и другие удобные в эксплуатации мелочи.

Что мы обычно ждем от камина?

Когда мы – Вы, я или кто-либо другой – сидя у экрана компьютера, рисуя свой проект или просто размышляя на тему отопления дома, задумываемся о камине и отоплении дома (особенно если задумываемся о первом и втором одновременно), мы частенько забываем первичные ожидания от самого камина. Во-первых, мы забываем разницу открытого камина и камина с дверцей. А она существенная, если дверца обычная. Дело в том, что топки бывают «колосниковые» и «подовые». Про это я недавно написал отдельную статью «Современная дверца для камина с огнеупорным стеклом – важные особенности!».

Многие отлично знают, в чем все-таки прелесть открытых каминов. Но вряд ли многие люди могут различить важные особенности каминной топку (или любой камин с дверцей) и открытый камин. И уж, тем более, меньше людей смогут подобрать дверцу, за стеклом которой камин будет гореть с эффектом открытого камина – хорошую подовую дверцу. Подавляющее же большинство стальных каминов и любых каминов с дверцами – колосниковые. Это требуется для эффективности отопления. Горение в них совсем другое, эстетика сгорания дров в них никогда не сравнится с открытым камином или камином с хорошей подовой дверцей.

Во-вторых, вот мой личный опыт и опыт моих коллег. Чтобы не откладывать постоянно топку камина и вообще иметь возможность наслаждаться видом пламени, камин должен располагаться на самом видном месте гостиной. Так же он не занимать ключевое место – чтобы не мешался. Это, конечно же, очевидно, но когда возникает вопрос о водяном контуре, мы начинаем прокручивать многие варианты размещения для выгодного отопления дома. Зачастую, мы забываем о вышеназванной очевидности в угоду эффективности отопления.

Разновидности систем

Существуют два варианта, как сделать отопление в доме от печи. В первом случае это будет система с естественным типом циркуляции теплоносителя, а во втором – принудительной циркуляцией.

Паровое отопление от печки с естественной циркуляцией не требует подключения к электричеству, поскольку вода по отопительному контуру циркулирует за счет законов физики. Однако в данном случае отопительный трубопровод должен быть большого диаметра, что приводит к увеличению объема и инерционности системы. Такая печь будет довольно долго греться при растопке. В тоже время, когда дрова полностью прогорят, теплоноситель в контуре будет дольше оставаться теплым.

Среди недостатков естественной циркуляции в паровом отоплении от печи в частном доме стоит назвать еще и тот факт, что подающие трубы нужно размещать либо под потолком, либо на уровне батарей. Если дом двухэтажный, верх от печи выходит труба, по которой теплоноситель расходится по радиаторам второго этажа, и лишь затем опускается на первый этаж и обогревает помещения на нем.

Выполненное своими руками печное отопление с естественным типом циркуляции не отличается высоким КПД, поскольку вода в контуре движется медленно и не поставляет достаточно тепла в помещения.

Во втором случае кирпичная печь с водяным отоплением оборудуется циркуляционным насосом, который обеспечивает постоянное движение теплоносителя внутри контура с определенной скоростью. За счет изменения параметров скорости можно регулировать степень прогрева помещений. Таким образом, данная разновидность системы является более эффективной. Однако для ее работы необходимо наличие электроэнергии. Если произойдет сбой в электропитании, насос отключится, а теплоноситель внутри работающей печи закипит. Чтобы избежать подобных неприятностей, в случае резких перебоев в электричестве циркуляционный насос стоит подключить к источнику бесперебойного питания с аккумулятором. При регулярном отключении электропитания понадобится еще и генератор энергии, а это достаточно дорого.

Устройство печи-камина с водяным контуром

По своему устройству печь-камин с водяным контуром мало отличается от традиционного камина, разница лишь в том, что в верхней части топки или в стенках печи устанавливается теплообменник со змеевиком, по которому циркулирует теплоноситель, чаще всего обычная вода. Змеевик подключается к замкнутому отопительному контуру, состоящему из радиаторов и соединительных труб, расширительного бака, при большой протяженности системы также устанавливают циркуляционный насос.

Схема работы печи-камина с водяным контуром

Топка печи-камина может быть как открытой, так и закрытой, защищенной жаропрочным стеклом. В нижней части топки находится решетка – колосник, через нее поступает воздух, необходимый для горения дров, а также отводятся продукты горения – зола. Под топкой находится зольник, он также выполняет функции поддувала и защищен распашной дверцей или выполнен в виде выдвижного лотка. В верхней части топки находится дымосборник, который соединяется с дымоходом. В зависимости от модели печи-камина могут быть также предусмотрены карманы и отверстия для конвекционного выхода нагретого воздуха, отсекатели пламени и другие элементы.

Существуют также модели, в которых внутренний контур теплоносителя не связан с системой отопления, и подогрев циркулирующей в радиаторах воды происходит через пластинчатый теплообменник. Такие печи более удобны для двухконтурных систем, позволяющих подключить не только отопление, но и горячее водоснабжение.

Устройство печи-камина с водяным контуром

Печь-камин с водяным контуром можно также сложить из кирпича. Стенки топки в такой печи выполняют двойными: внутреннюю стенку делают из металла, внешнюю – из кирпича, а между ними располагают змеевик. Однако браться за кладку такой печи, не имея соответствующего опыта, не стоит – эта работа требует большой точности и соблюдения размеров, а переделать печь в процессе эксплуатации очень сложно.

Устанавливать печь-камин с водяным контуром как единственный источник постоянного отопления в холодных климатических зонах нецелесообразно так как автоматизировать процесс топки невозможно, и надолго отлучаться из дома будет нельзя. Однако как дополнительная или резервная система отопления печь-камин будет очень кстати, особенно на время сильных холодов или ненастья.

Кирпичная печь с водяным отоплением — минусы

Водяное отопление от кирпичной печи на дровах

Одним из минусов водяного контура считается то, что котел уменьшает полезный объем топки. Для компенсации этого момента при кладке печи нужно предусматривать необходимую ширину котла. В случае устройства теплообменника в готовую печь придется чаще подкладывать дрова при ее топке.

Мастера рекомендуют перекладывать печь при устройстве водяного контура, так как тепловая энергия будет уходить на нагрев топливника, оставляя стены печи плохо прогретыми. Хорошо прогреваться будет лишь верхняя часть, где находятся дымоходы.

Дома, где есть водяное отопление, должны регулярно протапливаться зимой, в противном случае вся система может перемерзнуть и выйти из строя.

Здесь есть два выхода: использовать антифриз или сливать воду из системы на время отсутствия в доме.

Достоинства печного отопления

Основным достоинством печного отопления с водяным корпусом является отсутствие необходимости покупки дорогостоящих агрегатов и комплектующих.
За долгие годы пользования печи понадобится только небольшой косметический ремонт. Это гораздо дешевле и проще, чем везти в сервис дорогое оборудование.
Свободный дизайн. Мастера могут соорудить печь любой формы и размера, а хозяин по желанию может украсить ее по своему вкусу.
Печь может прекрасно вписаться в дизайн комнаты
Если сравнивать печное отопление с водяным контуром с твердотопливными котлами, то и здесь есть дополнительные плюсы за счет того, что печь нагревает не один теплоноситель, а и дымовые отводы. Непосредственно при топке выделяемое тепло передается к радиаторам отопления, а после печь еще какое-то время отдает тепло до тех пор, пока не остынет окончательно.
Теплообменник можно встраивать в уже существующую конструкцию. Кроме того, даже варочная печь может стать основой вашей системы отопления.

Печи с водяным контуром легко сделать самостоятельно, но можно приобрести в магазине уже готовые приборы отопления. Модели характеризуются следующими достоинствами:

Печи с водяным контуром не нужно подключать к электросетям. Они не используют газ в качестве топлива. Приборы работают на угле, торфе и дровах, которые относятся к возобновляемым видам топлива.
Печное водяное отопление полностью автономно, при этом его можно совмещать с другими системами.
Регулировка осуществляется ручной заслонкой.
Стенки печи массивные, они передают тепло, нагревая воздух и окружающие предметы. Помещение отапливается равномерно за счет использования теплоносителя. Он проходит по трубам, нагревая их и радиаторы.
Отопление частного дома не потребует больших расходов. Уголь, торф и древесина доступны всем.
Печи не только отапливают помещение, их используют для приготовления пищи и нагрева воды.
Приборы, передняя часть которых закрыта стеклом, позволяют созерцать открытое пламя. Камины создают в домах комфортную атмосферу.
Конструкция печи массивная, в холодное время года она накапливает большое количество тепловой энергии. Остывание печи происходит постепенно, поэтому она еще долго время нагревает помещение после того, как прогорит топливо. Летом процессы протекают противоположным образом. Если печь в деревянном доме построена на отдельном фундаменте, в теплый сезон она выводит излишек тепла в землю, работая в качестве кондиционера.
Природное топливо, на котором работает печь, умеренно загрязняет окружающую среду.
В качестве теплоносителя используется вода. Она имеет объемную теплоемкость, что позволяет передавать тепло на большие расстояния. Вода имеет доступную стоимость. Она не горит, не токсична.

Но печи с водяным контуром имеют и недостатки. За ними необходимо постоянно наблюдать, вовремя закладывать дрова и регулировать тягу. Следует чистить дымоход и выносить золу.

Мощная кирпичная печь имеет большие размеры, поэтому ее ставят на прочное основание. Она занимает полезную площадь комнаты, из-за этого большие конструкции устанавливают в просторных помещениях. Такая печь имеет низкий КПД.

При установке печи нужно сооружать дымоход. Тяга должна быть сильной, тогда топливо интенсивно горит, а дым быстро выводится наружу. Трубу изолируют от деревянных элементов кровли и перекрытий. Установив в доме печь, необходимо поддерживать запас топлива, вовремя утилизировать золу и шлак. Это добавляет работы хозяевам частного дома.

Главным недостатком водяного отопления можно назвать то, что вода быстро замерзает. Превращаясь в лед, она расширяется, повреждая приборы. Соединяясь с воздухом, она способствует появлению коррозии на металлических элементах системы отопления. Если вода жесткая, внутри радиаторов и труб образуется накипь.

Экономичность системы. Строительство печи или переоборудование уже готовой не потребует серьезных финансовых вложений, и как отопительный прибор она не нуждается в сложном и дорогом обслуживании.
Можно совместить печь с камином и получить не только отопительный прибор, но и уникальный декоративный элемент, который может стать главной достопримечательностью интерьера.

В доме создается особый уют и атмосфера, которую можно создать только с помощью этого живого способа отопления.
Сравнительно высокий КПД. Если печь сложена грамотным специалистом по хорошей схеме, ее производительность будет достаточно высокая, вплоть до 60% в сравнении, например, с жидкотопливным котлом.

Принцип работы печного отопления с водяным контуром

Принцип работы отопительного контура прост – теплоноситель (в данном случае, вода) во время сгорания топлива нагревается, затем распространяется по трубам, отдавая при этом тепло окружающему пространству.

Схема подключения камина с водяным теплообменником в закрытую систему отопления с бойлером-накопителем: 1 – смесительный клапан; 2 – циркуляционный насос; 3 – расширительный бак; 4 – аварийный клапан; 5 – топка с теплообменником; 6 – бойлер-накопитель; 7 – радиаторы отопления

Прообраз современных твердотопливных котлов и печей на дровах длительного горения для дома знаком многим – это «шведка». В шведскую печь встроен металлический резервуар, который перед закладкой дров и растопкой наполняется холодной водой. И, хотя вода в процессе топки нагревается долго, так же долго она отдаёт тепло – спустя много времени после того, как пламя погаснет.

Постепенно ёмкость для воды была преобразована в теплообменник, в результате чего появилась возможность подключать систему магистралей для отопления дома и горячего водоснабжения.

Современные отопительные печи с варочной поверхностью или духовкой выглядят стильно и замечательно вписываются в любой интерьер

Теплообменник

Для печей с котлом водяного отопления используются различные материалы:

Низкоуглеродистая сталь, в виде змеевика из труб диаметром от 4 до 5 см (либо сборка из листовой стали, толщиной до 0,5 см);
Чугун, используют старые батареи из него, желательно компактных размеров (чтобы уместились в топке);
Медь (наиболее дорогой вариант).

Трубчатое стальное устройство эффективней в работе, но трудней в изготовлении. Недостаток чугунных изделий: их трудно чистить от накапливающейся сажи (мешают ребра). Медные камеры применяются редко, самому владельцу их сложно собрать, приобретать – дорого.

Как соорудить дома водяную печь?

Есть три способа провести печное отопление с водяным контуром своими руками:
купить стальную печь у производителя, услуги которого включают установку системы;
нанять мастера – специалист подберет материал, сделает устройство, выложит печь и установит котел;
сделать самостоятельно.

Как сделать такую печь самостоятельно

Принцип устройства котла для водяного отопления

Можно сделать такую систему самому? Вполне, достаточно лишь опыта в сварочных работах и в кладке кирпича при сооружении печи. Сначала нужно приготовить котел (регистр, змеевик, теплообменник).

Такое устройство можно купить или изготовить самостоятельно, используя листовое железо и трубы. Так как полный процесс работы по изготовлению и устройству водяного контура невозможно уложить в короткий обзор, ниже представлены основные рекомендации.

Варианты изготовления и рекомендации

Водяное отопление от печи на дровах – схема

Для котла используют лист металла толщиной не менее 5 мм, и делают его конструкцию такой, чтобы был максимальный нагрев воды, для дальнейшей циркуляции. Сваренный из листовой стали котел прост в изготовлении и эксплуатации – его легко очистить.

Но такой теплообменник обладает меньшей площадью нагрева, в отличие от трубного регистра. Трубный регистр трудно сделать дома самостоятельно – нужен точный расчет и подходящие условия для работы, обычно такие котлы изготавливают по заказу специалисты, которые сами устанавливают систему на месте.

Самый простой способ твердотопливного теплообменника – это обычная буржуйка с встроенной водяной системой. Здесь можно взять толстую трубу за основу, тогда сварочных работ будет значительно меньше.

Внимание! Все сварочные швы нужно делать сдвоенными, так как в топке температура не ниже 1000 градусов. Если проваривать обычные швы, то есть вероятность, что это место быстро прогорит.. Чертежи регистра выполните в соответствии с размерами печи дома

Планировка комнат дома и расположение мебели тоже нужно учитывать. Здесь надо обратить внимание, что выбирать схему лучше с листовыми котлами – на них нет трубных изгибов, соединенных в один неразрывный контур. Такую конструкцию сооружать не так хлопотно. Она удобна еще и тем, что после установки можно без проблем использовать варочную плиту, чего нельзя сказать о некоторых трубных котлах

Чертежи регистра выполните в соответствии с размерами печи дома. Планировка комнат дома и расположение мебели тоже нужно учитывать

Здесь надо обратить внимание, что выбирать схему лучше с листовыми котлами – на них нет трубных изгибов, соединенных в один неразрывный контур. Такую конструкцию сооружать не так хлопотно

Она удобна еще и тем, что после установки можно без проблем использовать варочную плиту, чего нельзя сказать о некоторых трубных котлах.

Регистр из гладких труб – чертеж

Когда теплоноситель двигается самотеком, то нужно расширительный бак поднимать выше, а трубы использовать больших диаметров. Если трубы будут недостаточного размера, то без насоса не обойтись, так как не будет хорошей циркуляции.

У котлов оборудованных насосами есть свои плюсы и минусы: можно сэкономить, поставив трубы меньшего диаметра и не поднимать систему так высоко, но есть один существенный минус — когда отключат электричество или сгорит циркуляционный насос, то нагретый котел может просто взорваться.

Сборку конструкции лучше производить дома, на месте, так как устройство, как и отдельные детали, имеет очень большой вес и габариты.

Установка системы

Теплообменник из чугунной батареи

Перед установкой заливают прочный фундамент, сверху на который лучше уложить слой кирпича.
Укладывать колосник можно на разных этапах: до котла, если сдвоенная конструкция, нижняя часть которой может быть наравне или выше верхней части колосниковой решетки, когда печь низкая, а система ставится чуть выше, тогда колосник, дверцы, уголок на плиту обычно ставят после монтажа котла.
Устанавливается корпус – обычно он состоит из двух емкостей, соединенных между собой трубами.
К котлу приваривается вся теплообменная система: выводящая труба идет к расширителю, идет по кругу, через радиаторы и с другой стороны снизу приваривается обратная труба к котлу.

Печное отопление с водяным контуром позволяет, во-первых, намного рациональнее расходовать дрова, во-вторых, равномерно распределять теплый воздух по всему отапливаемому помещению.

Задумав самостоятельно сделать отопительную систему дома с водяным контуром на дровах, продумайте все этапы работы, и если есть сомнения в успешном итоге, то лучше обратитесь к специалистам.

Как выбрать проект? Порядовка

В первую очередь определитесь с условиями, в которых печь с водяным контуром будет функционировать

Если это интеграция в существующую ОС, важно обеспечить взаимозаменяемость в эксплуатации уже имеющихся коммуникаций. Для самостоятельного варианта важно определить площадь, которую будет обогревать система. Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи

Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи.

Другое дело — если площадь, количество комнат и этажей больше

Наконец, важно понять, будет ОС использоваться круглый год или только в холодное время. Если в доме живут летом, а зимой он простаивает, то после холодов и морозов система будет требовать восстановительных работ, что повлечёт дополнительные расходы

Фото 4. Пример порядовки кирпичной печи с водяным контуром: изображены начальные этапы строительства с 1 по 20.

Какие материалы потребуются

Для самой печи: бетон, раствор, огнеупорный и красный глиняный кирпич, задвижки, топочная дверка, колосниковая решётка, зольник.

Для изготовления теплообменника: металлические трубы диаметром до 50 мм или листы стали толщиной 3 мм и прямоугольный профиль 60х40 мм.

Для изготовления отводящих и подводящих коммуникаций печи: металлические трубы. Для распределения горячей воды по дому: трубы из полипропилена и радиаторы.

Необходимые инструменты

Для кладки печи, изготовления теплообменника, монтажа коммуникаций и обогревательных приборов понадобятся:

строительный уровень;
рулетка;
мастерок;
ведро;
пассатижи;
электродрель;
сварочный инвертор;
гаечный ключ;
отвёртка.

Возможно, потребуются и другие инструменты, поскольку кладка печи с водяным контуром и разводка в каждом случае производятся с учётом индивидуальных условий.

Подготовка места

Печь с водяным контуром располагают в пожаробезопасной зоне, обладающей гидроизоляцией.

Эта область помещения должна хорошо проветриваться, а доступ к печи всегда оставаться открытым. Затем убедитесь, что место для печи ровное, а её стенки поднимутся вверх под прямым углом.

Важно, чтобы крыша позволила без препятствий вывести наружу трубу. Затем проверьте, насколько прочно основание под будущей конструкцией. Ведь печь — тяжёлое сооружение, которое требует подготовленной базы

Примерный вес печки считают, приравняв 1 кубометр к 1350 кг. Если подходящее место определено, его расчищают и подготавливают к строительному процессу

Ведь печь — тяжёлое сооружение, которое требует подготовленной базы. Примерный вес печки считают, приравняв 1 кубометр к 1350 кг. Если подходящее место определено, его расчищают и подготавливают к строительному процессу.

Внимание! Для достижения максимального эффекта, печь с водяным контуром располагают так, чтобы она обогревала как можно больше пространства. Это позволит уменьшить потерю тепла и снизить затраты на его производство

Постройка печи с котлом водяного отопления своими руками

Постройку начинают с фундамента. Его нижнюю часть заливают бетоном, а верхнюю — выкладывают кирпичами. Затем начинается кладка. Первый ряд выкладывают насухо, а далее — на раствор. При этом кладка производится от стенок к середине.

В процессе кладки в топку устанавливается теплообменник, а идущие от него трубы распределяются по корпусу вплоть до места входа/выхода коммуникаций. Когда наружные коммуникации смонтированы, в контур запускают воду и проводят тестирование системы на герметичность. Если проверка прошла успешно, печь с водяным контуром признаётся готовой к эксплуатации.

Сложности при строительстве и наладке

Главная сложность при строительстве печей с водяным контуром — их интеграция в существующую планировку здания. Приходится искать в нём удобное место, а потом адаптировать к условиям работы печи.

Если заложить конструкцию системы в перспективу ещё на этапе проектирования здания, то удастся просчитать все нюансы и сделать КПД отопительной системы максимально высоким.

Элементы водного контура (теплообменник, трубы для выхода горячей воды и входа обратки) лучше протестировать сразу после изготовления и до установки.

Если все уже построено и смонтировано, а теплообменник вдруг потечёт, придётся разбирать кладку и отсоединять коммуникации, чтобы устранить обнаруженный дефект.

Другая проблема при строительстве системы может возникнуть из-за давления. Жидкость по водяному контуру движется под действием собственного давления. Но его не всегда достаточно, чтобы теплоноситель попал в отдалённые участки помещения. Тогда на помощь приходит электронасос для равномерного распределения тепла по всем участкам здания.

Использование чугунного радиатора для самоделки

Отличный водяной котел для печи можно легко сделать своими руками – как и построить самому такую чудо-печь. А в качестве водонагревателя подойдет обычный чугунный радиатор – можно использовать М-140, который часто выбрасывается после сноса старых пятиэтажек. Примерная емкость таких радиаторов – 1,5 л, а площадь их поверхности – 0,254 кв.м. Если же соединить 12 секций, получится нагреватель с площадью 3 кв.м. и 18 литрами емкости. Сваренный из листового материала котел с такими характеристиками занимал бы уйму места, в чем и несомненный плюс именно такой конструкции.

Отапливать такая печь с водяным котлом-радиатором может даже достаточно большую баню – до 100 кв.м. Но, прежде чем ставить сам котел, нужно будет сначала разобрать радиаторы, очистить от грязи и хорошо промыть горячим раствором соляной кислоты – 6%. После чего снова сполоснуть водой. Далее меняются картонные прокладки между секциями, ведь температура в печи достигает 600?С, при угле – еще больше. Картон просто выгорит, и радиатор начнет течь – чтобы этого не произошло, вместо него целесообразнее использовать асбестовый шнур, пропитанный порошком графита с натуральной олифой.

Теперь части радиатора нужно собрать в такой последовательности:

В соединяемые секции вворачиваются ниппели со своей правой и левой резьбой, после чего на них наматывается тот же пропитанный асбестовый шнур и ключом затягиваются оба ниппеля – но без какого-либо перекоса секций.
Как только стянутся две из них, можно подсоединять третью.
Теперь нужно спрессовать радиатор, чтобы проверить качество сборки – не смотря на то, что давление воды будет невелико.
После всего этого можно переходить к монтажу стояков – их диаметр должен быть 1 и ? дюйма. Вход холодной воды и выход горячей можно расположить по диагонали радиаторной батареи, а два других отверстия – заглушить пробками для обеспечения циркуляции воды через весь объем. Причем один из стояков при этом должен иметь левую резьбу – если ее не оказалось, то можно поступать так: ввернуть в отверстие радиатора обычный ниппель, а на него – муфту с сгоном.

Вот только саму батарею ставить нужно не в топку печи – а прямо в дымовой канал, тот, что за топкой. Это необходимо для того, чтобы нагревать котел не непосредственным огнем, а горячими газами – чугун все-таки. А ее вход-выход целесообразнее располагать перпендикулярно полу.

А чтобы повысить естественную циркуляцию воды в такой печи, трубу обратной линии проводить нужно через ее фундамент и подпольное пространство – это увеличит разность температур между обратной и горячей линиями, а батарею в печи – устанавливать с небольшим уклоном для выхода воздуха и его попадания в систему. Не помешает и в самом дымовом канале печи с нагревателем установить дополнительную дверцу для чистки.

Главное преимущество такой печи с котлом водяного отопления – это общие размеры банной котельной: всего 1,6х0,2х0,7 м.