Устройство кирпичной печи для дома на дровах: варочно-отопительная, с водяным контуром

Принципы функционирования отопления

Отопление на основе печи с водяным контуром работает по принципу теплообмена. В топке печи от горячего воздуха нагревается вода, находящаяся в контуре. Она поднимается вверх по трубе и направляется в отопительную систему. Попадая в радиаторы (батареи), теплоноситель отдает свою тепловую энергию, а охлажденная жидкость обратно поступает в печной контур. Так обеспечивается замкнутый цикл системы.

Выделяется 2 основных типа данного отопления:

Самотечная система. В соответствии с физическими законами, нагретая вода поднимается вверх и самостоятельно устремляется в отопительную разводку, освобождая место для уже охлажденной жидкости. Такая система способна хорошо функционировать при небольшом количестве радиаторов и малой общей длине трубопровода.
Принудительная система. В радиаторах и по мере продвижения по трубам водный поток испытывает значительное сопротивление, что тормозит его. В разветвленных и достаточно длинных системах собственного давления часто оказывается недостаточно, а потому приходится к обеспечению принудительного движения теплоносителя. Для этого устанавливается электрический насос (чаще всего в обратной трубе).

Конструктивные особенности печи

Печь для водяного отопления отличается от обычной тем, что в нее встраивается водяной контур (теплообменник). Он содержит 2 патрубка: сверху — для подачи горячей воды в систему, снизу — для подключения обратной трубы с охлажденной жидкостью. Печь своим устройством должна обеспечить разогрев теплоносителя, проходящего по трубам.

Эффективность работы печи обеспечивается правильным выбором конструкции контура и места его расположения, с учетом следующих особенностей:

Конструкция. Печной теплообменник может изготавливаться из листового металла в форме емкостей (котлов), круглых или профильных металлических труб, сложных металлических конструкций (например, отопительная батарея).
Материал. Водяной контур изготавливается только из металла. По прочности и коррозионной стойкости идеально подходит чугун, но он сложен в обработке. Чаще всего используются стальные трубы или листы. Нельзя использовать в топке печи медь, т.к. ее температура плавления менее 1100ºС, а кратковременный разогрев в печи на дровах возможен до 1200ºС.
Размеры. Объем и протяженность контура должны обеспечивать горячей водой всю отопительную систему, с учетом постепенного ее охлаждения в каждом радиаторе. Точный расчет размеров теплообменника провести достаточно сложно, а потому этот процесс доверяется специалистам. Оценить размеры можно по необходимой мощности системы отопления. Практика показывает, что достаточная мощность обогрева составляет 1,1-1,3 кВт на каждые 10 м² площади помещения при стандартных потолках (высота 2,7-2,8 м). Теплообменник же в среднем отдает 6-8 кВт энергии с каждого своего 1 м² площади.

Также важно расположение контура в печи:

Самый эффективный разогрев теплоносителя обеспечивается при размещении контура непосредственно в топочной камере. Такой вариант монтируется при возведении новой печи или капитальной реконструкции с полной разборкой.
Для повышения долговечности теплообменника его можно отделить от топки тонкой перегородкой с хорошей теплопроводностью. В этом случае устраняется прямой контакт с открытым пламенем, и снижаются требования к материалу обменника. В таком случае для разогрева потребуется больше тепловой энергии.
Можно использовать значительную тепловую энергию отводящегося дыма. Установка контура в системе дымохода позволяет устранить необходимость уменьшения полезного объема топочной камеры.

Для обустройства водяного отопления используются печи разного типа. В частных домахпопулярны кирпичные печи с встроенным водяным контуром. В небольших домах можно использовать пиролизные печи длительного горения. В наше время можно просто установить покупную, готовую печь с водяным контуром.

Водяное отопление от печи на дровах: схема

В первую очередь следует определиться с функциональными возможностями будущего печного агрегата. Будет ли он использоваться только для нагрева воды или еще для других целей. Как правило, кирпичная печь для водяного отопления выполняется совместно с варочной поверхностью, что является актуальным для загородных домов.

Дополнительно следует выполнить сложную систему дымоходов. В процессе прохождения по ним горячих угарных газов стенки будут нагреваться, а тепло поступать в помещение. Они могут занять порядка 70 % от объема печи, что не всегда представляется возможным для небольших домов.

Главным компонентом водяного отопления от печи является теплообменник. Данный элемент осуществляет передачу тепловой энергии от сгорания топлива (угля, дров) теплоносителю. Теплообменник располагается в задней части топочной камеры.

Выбрав наиболее подходящую схему, можно приступить к строительству. Оптимальным вариантом станет приобретение готовой стальной модели, которую впоследствии можно обложить защитным огнеупорным кирпичом в 1 слой. Однако если требуется большой мощный агрегат, рекомендуется его сделать самостоятельно.

Монтаж котла

Во время реализации планов по созданию комбинированной системы отопления важно обратить внимание на некоторые особенности. Кирпичные печи с водяным отоплением имеют множество вариантов, каждый из которых отличается материалом, типом основного элемента и другими нюансами. Игнорирование технических и строительных требований обязательно приведет к выбраковке всей работы

Игнорирование технических и строительных требований обязательно приведет к выбраковке всей работы

Игнорирование технических и строительных требований обязательно приведет к выбраковке всей работы.

Котел полностью должен помещаться в топке. Тем не менее, на практике встречаются казусные ситуации, когда часть теплообменника находится снаружи печки. Это недопустимо, ведь основная задача узла — нагревать теплоноситель. Котел изготавливают буквой «П» из труб или листового железа. Все его элементы пустотелы и предназначены для отбора тепла.

Предпочтительней вариант из труб. Он обладает большей площадью конвекции и позволяет пламени достигать варочной поверхности, чтобы готовить пищу. Кроме того, внимания требуют:

Размеры. Казалось бы, необходимо массивное изделие, способное нагреть много воды и обеспечить теплом приличных размеров строение. Но это не так. Сам котел изготавливают весьма скромных габаритов — 75*50*30 см (длина, ширина, высота). Конвекционной поверхности такого устройства достаточно для того, чтобы обогреть дом площадью до 200 квадратных метров. Установка насоса для принудительной циркуляции теплоносителя увеличивает производительность до 50%. Котел. Его форма разработана таким образом, чтобы площадь обогреваемой поверхности была максимально большой

Очень важно установить его в центре очага горения. Только так можно получить высокую эффективность работы водяного отопления

Особенности. Между стенками печи и поверхностью котла необходимо оставить небольшой зазор

Оптимальным принято считать расстояние в 5 миллиметров. Его вполне достаточно для нивелирования свободного хода металла при тепловом расширении.

Между стенками печи и поверхностью котла необходимо оставить небольшой зазор. Оптимальным принято считать расстояние в 5 миллиметров. Его вполне достаточно для нивелирования свободного хода металла при тепловом расширении.

Отводящую и подводящую магистрали теплоснабжения выполняют в строгом соответствии с законами физики. Со школьной скамьи известно, что горячие потоки стремятся уйти вверх, а холодные всегда направлены вниз. Поэтому труба, подающая в дом горячую воду, всегда примыкает к котлу в верхней точке, а канал с «обраткой» — в самой нижней. Такое расположение исключает скопление горячего пара, который представляет серьезную угрозу для целостности системы.

Эффективная альтернатива другим вариантам ОС

Известно, что дрова — неисчерпаемый ресурс в любое время года. Благодаря этому печь c водяным контуром успешно играет роль твердотопливного котла в частном доме. Её работа может стать хорошей альтернативой другим вариантам отопительной системы.

Но чтобы получить максимум пользы, необходимо соблюдать условия безопасной эксплуатации.

Так, специалисты не рекомендуют разжигать огонь, если в трубах отсутствует теплоноситель. В случае всесезонного использования печи лучше добавлять в её систему антифриз. А на случай выхода из строя в зимнее время лучше иметь в доме ещё один резервный вариант отопления.

Как выбрать место для печи

Печь может быть установлена в разных местах комнаты, но самым оптимальным ее расположением будет встраивание в стены между смежными помещениями. В этом случае, при небольшой площади дома можно обойтись одним отопительным сооружением, если теплоотдающая поверхность будет пропорциональна размерам помещений, в которые они выходят.

Очень важно правильно определиться с местом возведения кирпичной печи

Не рекомендовано устанавливать печь около внешней стены дома, так как она будет намного быстрее выстывать, и, по сути, бесполезно «обогревать улицу».

Выбранное для постройки место нужно хорошо промерить и учесть при этом некоторые моменты:

Важное значение имеет высота потолка комнаты, так как кирпичная печь должна хорошо вписаться в пространство по своей высоте.
Фундамент для печи должен быть больше ее основания на 110÷120 мм, и для него нужно тоже предусмотреть подходящей по размерам участок.
Дымоходная труба при ее выкладке вверх не должна наткнуться на балки перекрытия и на стропильные ноги кровельной конструкции.

Выбор подходящего варианта

В настоящее время применяется очень много видов печей из кирпича, которые нередко имеют довольно значительные различия. Это налагает определенную сложность на выбор оптимальной модели для своего жилища. При этом необходимо учитывать не только характеристики обогревающего прибора, но и особенность того помещения, где он будет установлен. Большое значение имеют размеры постройки, т.к

важно максимально точное соответствие мощности и параметров печи этим параметрам.

Необходимо сразу определиться с эксплуатационной нагрузкой на кирпичную печь: будет это круглогодичное использование, или сезонное. Это позволит изначально подобрать наиболее подходящий вид печи из кирпича для дома, под ту или иную задачу. Частные дома с постоянным проживанием рекомендуется оснащать капитальными конструкциями повышенной надежности и эффективности. Что касается дач и загородных домов, которые эксплуатируются исключительно в теплое время года, для них вполне сойдет компактный обогреватель с максимально простым обслуживанием. Обзаводиться мощной печью в таком случае нет смысла.

Преимущества

Экономичность. Услуги печника обойдутся значительно дешевле, чем приобретение современных устройств, их обслуживание и монтаж. Печь можно сложить из раствора и кирпича, который остался после строительства дома. Ремонт и эксплуатация таких устройств не требует больших вложений.
Вариативность конструкции. Современный мастер может сложить печь любой формы и размера. Ее можно украсить изысканным дизайнерским декором, раскрасить в различные цвета. Существуют конструкции, объединяющие в себе камин и печь.
Высокая степень ремонтопригодности. На протяжении многих лет эксплуатации данное оборудование требует лишь незначительного косметического ремонта. Это намного быстрее, дешевле и проще, чем везти дорогостоящий агрегат в сервис.
Возможность регулирования в топке интенсивности горения.
Атмосфера уюта, которая характерна только для русских старинных изб с печами.
Интенсивность и скорость прогрева воздуха определяется положением заслонок.

Основные виды

Сооружая печное водяное отопление, можно пойти по одному из двух путей:

Если в доме уже имеется печь, то необходимо изготовить змеевик для установки внутрь конструкции. Этот прием применяется нечасто по причине своей трудоемкости. В таком случае довольно непросто изготовить топливник под имеющиеся габариты конструкции.
Сооружение тепловой установки своими силами, с учетом размеров регистра. Если все сделать правильно, гарантируется надежность и долговечность службы печи. Сугубого внимания заслуживают внутренние размеры рубашки. Ее толщина должна начинаться от 4-5 см, во избежание угрозы закипания воды. Чтобы уберечься от проблем с циркуляцией теплоносителя, обычно монтируют подходящую помпу.
При выборе толщины стенок за ориентир берутся теплотворные возможности выбранного топлива. Если в качестве энергоносителей предполагается использовать исключительно дрова, то достаточно будет и 3-х мм. Если планируется использовать уголь, толщину следует увеличить до 5 мм. Расстояние от регистра для печи до ее стенок рекомендовано в пределах 10-20 мм. Это позволит полностью нивелировать тепловое расширение металлических элементов, сохранив их от преждевременного разрушения.

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.

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.

Кирпичная ПВК – особенности эксплуатации

Нередко водяное отопление совмещают не только с камином или современной дровяной печью. Для многих лучшим вариантом станет установка классической кирпичной печи как источника тепловой энергии. Грамотно расширив с помощью водяного контура возможности кирпичной печи, можно качественно прогревать не только ближайшие жилые комнаты, но и всю постройку. Чтобы повысить КПД кирпичной печи, разработаны различные конструкции теплообменников (в их качестве выступают змеевики и регистры). Эксплуатация такой системы в загородном жилье обладает особенностями, в число которых входят:

Обустройство. Чтобы сложить качественную печь, а затем провести монтаж водяного отопления, потребуются мастера высокой квалификации.
Размер. Габаритная традиционная русская печь занимает много полезной площади и помещается далеко не в каждой кухне. Альтернативой для скромных по размеру помещений станет голландская или шведская кирпичная печь. Такие конструкции характеризуются меньшими размерами, но полной функциональностью.

Схема установки теплообменникаИсточник ogon.guru

Улучшение КПД. Максимальный КПД печи не достигает 50%; половина тепла (и денег) безвозвратно исчезает в трубе. Устройство полноценной системы водяного отопления позволяет увеличивать этот параметр до 80-85%, что сравнимо с характеристиками котлов промышленного производства, работающих на твердых видах топлива.
Инерционность. В отличие от электрических котлов, на разогрев системы, завязанной на кирпичную печь, потребуется некоторое количество времени.
Уход. Сгорающие дрова оставляют после себя золу и пыль. Комната, в которой расположена кирпичная печь, придется убирать часто и тщательно.
Требования к безопасности. Неправильная эксплуатация кирпичной печи для дома с водяным отоплением является угрозой не только пожара, но и отравления угарным газом.

О кладке кирпичной печи с водяным контуром в следующем видео:

Что представляет собой устройство и какие виды?

Традиционная кирпичная печь с водяным отоплением способна обогреть помещение площадью более 50-ти квадратных метров. Несмотря на то что современные планировки предполагают расположение спален на достаточном расстоянии друг от друга, устанавливается эта конструкция без дополнительных источников отопления. Это существенно экономит семейный бюджет в условиях высоких цен на электроэнергию и газ. Виды конструкции с котлом водяного отопления, представлены в таблице:

Разновидности	Характеристика	Как вмонтировать	КПД
Самодельный встроенный котел	Основа в кирпичной печи — стальная сварная емкость толщиной от 4 до 5 мм	Котел в тело устройства, установив входной и выходной патрубок в зоне топки, где высокая температура при сгорании топлива	Устройство достигает средних показателей — 80%
Водяная рубашка	Конструкция аналогична другим котлам	Водяная рубашка по всем сторонам топочной поверхности	Максимальная эффективность нагрева и КПД — 85%
Регистр	Структура — металлические трубочки, соединенных между собой в единую систему	В топочной области или в дымовых каналах	90%, при условии расположения в топке
Уровень надежности высокий

Технология установки водяного отопления в обычную печь на дровах

Проект печи с водяным контуром содержит указания на ее расположение и размеры

При этом важно учесть, каким образом расположены межкомнатные перегородки и мебель. Для габаритных сооружений значительного веса закладывают основательный фундамент из бетона

Основание печи и отделочный материал на полу необходимо отделить предохраняющим отступом, для защиты от пожара.

Для осуществления кладка применяется специальный раствор и кирпичи высокого качества. Учитывая сложность приготовления смеси и требования к качеству, иногда надежнее приобрести ее в готовом виде. Фундамент нуждается в обязательной гидроизоляции. Перед укладкой кирпичи рекомендуется погружать в воду на сутки. Вооружившись размерами кладочных элементов, подбирают соответствующую порядовку.

Внутрь сооружаемой конструкции монтируется регистр-змеевик: к нему впоследствии коммутируются подающие и обратные трубы. Одна из них служит для подачи горячего теплоносителя через расширительную емкость в систему. Вторая труба является каналом для возращения остывшей жидкости обратно к регистру. Перемещение воды обеспечивают гравитационные силы. Размеры соединительных швов допускаются в пределах 4-х мм. Нужно следить за тем, чтобы внутри топливника и дымохода не было острых углов. Лучше использовать скругленные соединения, не влияющие на эффективность отвода дыма. Это позволит заметно сократить количество образующейся в топливнике сажи.