Печь с теплообменником для отопления

Камин, особенно если он водяной, – отличное решение для дома или дачи. А если вы планируете провести отпуск в загородном доме, то понадобится печь-камин с водяным контуром, способным обогреть помещение. Теплоноситель обеспечивает прогрев комнаты, а дверка топки из жаропрочного стекла добавляет уютный мягкий свет и красоту.

Принцип действия

Перед покупкой необходимо ознакомиться с основным принципом работы отопительного прибора. Конструкция, зачастую, бывает чугунной или стальной. Сама печь представляет собой стальную камеру, для закрытых типов толщиной в 6 мм., а для открытых – в 4 мм., для того чтобы обезопасить процесс горения в топке. В трубках теплообменника циркулирует около 40 литров теплоносителя, далее прогретая вода поступает в систему, установленную в помещениях дачи.

Для удобства камин с теплообменником оснащается регулятором тепла. Можно выбрать любой дизайн печи-камина, максимально подходящий под интерьер.

Печи длительного горения с водяным контуром для дачи могут регулировать подачу тепла:

• Заслонкой – экономно, подходит для приготовления пищи. Водяной камин длительного горения при использовании специальной схемы подключения может не только обогреть дачу, но и дать возможность постоянно подогревать воду для бытовых нужд.
• Термогенератор – его можно подключить как дополнительный источник тепла, при работе печи длительного горения устройство поддерживает нужную температуру, или обеспечивает подогрев воды.

Применение, достоинства и недостатки

Печь-камин с теплообменником подходит для использования в загородных домах. Эти агрегаты удобны, безопасны и хорошо впишутся в пространство помещения. Также камины подойдут для отопления в поселках и деревнях, где случаются перебои с электричеством и не проведен газопровод. Такие устройства можно своими руками подключить к уже существующей системе отопления в качестве резерва или нагрева воды для бытовых нужд. У печей-каминов есть ряд достоинств:

• Совместимость с разными системами отопления, имеющимися в доме.
• Приемлемая цена.
• В качестве топлива используются дрова.
• Автономность работы.
• Уют и красота.
• Возможность углового размещения.
• Быстро прогревают помещение, даже на даче в межсезонье.

Печи-камины для использования в доме или даче обладают рядом функциональных преимуществ – отопление, готовка, внешний вид. Одно устройство может заменить печь, плиту и элемент дизайна. Она также экономична и надежна.

С целью отопления и прогона воды в системе дома потребуется дополнительно приобрести циркуляционный насос.

Рекомендации для приобретения готового изделия

Для длительного и комфортного пользования, в первую очередь, необходимо обращать внимание на качество и характеристики прибора.

• Мощность. Зависит от размера топки и габаритов конструкции в целом. Если заглянуть в технические характеристики печи, то следует обратить внимание на номинальную мощность. Необходимую мощность нужно рассчитать исходя из того, что для обогрева 10 м. кв. потребуется 1 кВт мощности.


• Марка (бренд). Печь это предмет, связанный с огнем, и экономия на материале или брак в производстве могут нанести ущерб жилищу или здоровью. Поэтому следует выбрать производителя с хорошей репутацией, работающего с соблюдением всех требований.
• Адаптация к погодным условиям. Лучше всего позаботиться и о сохранности печи зимой, особенно в неотапливаемом помещении. Корпус должен быть прочным, из листовой стали, покрашенным специальной краской.
• Тип горения. Лучше предпочесть длительное горение, если вы планируете проводить на даче долгое время.

Летом в жаркую погоду можно легко нагреть техническую воду. И, конечно, наличие функции готовки на огне особенно оценят любители мясных блюд.

Камин с водяной рубашкой, дополнительные возможности

Камин с водяной рубашкой имеет отличительные особенности, он чуть шире, что будет удобно для дачи. Функция гриля позволяет быстро приготовить вкусный обед даже к праздничному столу. Итог: отопление помещений, нагрев воды и красивый вид огня. На выбор предлагаются жаропрочные прозрачные экраны топки – в форме сферы или со стеклянными вставками с боков.

Помимо этого, существуют и комбинированные камины, они сочетают водяной контур и используют дымоход для нагрева воздуха. Воздушное отопление позволяет экономить топливо, дает возможность прогрева пола на даче. Как это сделать, лучше посмотреть в видео уроке.

Печь-камин собственными силами

Печь-камин с водяным контуром – в конструкцию добавляется стальная рубашка из двойного металлического листа для установки змеевика между его частями. Змеевик нагревается от топки, затем горячая вода поступает в систему. Камин с водяным контуром можно сделать с угловым расположением и подобрать нужные размеры, подходящие для вашего дома или дачи.

Объем нагреваемой воды будет зависеть от показателей – количество комнат (протяженность системы), контурность, интенсивность горения. Примерный объем воды в системе отопления составит около 50-ти литров для небольшого дома.

Своими руками контурный водяной камин изготовить довольно сложно, а если вы предпочитаете модели длительного горения, то процесс изготовления топки должен производиться только в заводских условиях, поэтому перед работой лучше посоветоваться со специалистом или посмотреть видео уроки. Будьте готовы к материальным расходам и обратите внимание на использование металла и кирпича при выкладке топки. Перед началом работы сделайте чертежи с указанием всех размеров.

При покупке готовой металлической печи с водяным контуром для дачи объем работ значительно сокращается, печь необходимо лишь подключить к системе отопления дома, и готово! Топка выполнена с учетом безопасности и, в зависимости от модели, различается забором воздуха. Для придания стиля и индивидуальности можно провести облицовку поверхности, например, кирпичом. Камин с водным контуром в доме можно украсить различными материалами, в сети Интернет есть много видео примеров.

poluchi-teplo.ru

Устройство системы водяного отопления

Система отопления состоит из таких частей:

• печь;
• теплообменник;
• трубы;
• батареи;
• циркуляционный насос (монтируется не всегда);
• расширительный бак.

Регистр-теплообменник монтируется в топливную камеру или дымоход печи. Его делают из металла, выдерживающего высокие температуры и хорошо передающего тепло. Горячая вода от печи по системе труб поступает к радиаторам отопления. Затем остывшая вода возвращается к печи.

Выходной патрубок размещают в наиболее высокой точке прибора, а входной — как можно ближе к полу. Тогда горячая вода будет сразу поступать в трубопровод.

В небольших домах для движения теплоносителя достаточно гравитационной силы. Но если площадь велика или обогревать приходится на второй этаж, подключают циркуляционный насос. Он принудительно гонит воду по трубам в нужном направлении.

Насос работает от электричества. На случай перебоев в питании предусматривают расширительный бак для резервного слива воды. Иначе жидкость в теплообменнике излишне нагреется, и бак может лопнуть.

Трубы, подсоединённые непосредственно к печи, делают металлическими, чтобы они переносили нагрев. Необходимый диаметр — как минимум 30 мм, а в больших коттеджах — 40—50 мм.

Трубы, ведущие от печи к батареям и от них, берут меньшего диаметра, как правило, до 20 мм. Из материалов используются:

• металлопластик;
• полипропилен.

Иногда в систему дополнительно подключается бойлер для горячего водоснабжения.

В качестве теплоносителя используется вода. Чтобы предотвратить замерзание в холодное время года, добавляется антифриз или обыкновенная соль. Применяют также глицериновый наполнитель. Он не только не замерзает зимой, но и безвреден при протечках.

Виды печей для отопления частного дома и их ключевые различия

Существует два типа водяных печей:

• приборы только для отопления;
• варочно-обогревательные агрегаты.

От назначения оборудования зависит его конструкция. В первом варианте печи вся тепловая энергия идёт на нагрев дома (через теплоноситель и стенки). Во втором же часть тратится на камеры для приготовления еды.

Обычная дровяная

От оборудования, применяемого для традиционного обогрева, печь отличается присутствием бака-теплообменника. Он изготавливается:

• из листового металла;
• из металлических труб круглого сечения;
• из квадратных труб из металла.

Фото 1. Металлическая дровяная печь с водяным контуром. Дверца топки выполнена из жаропрочного прозрачного стекла, что позволяет любоваться пламенем.

Теплообменник, сделанный из листов, проще очищать. Зато трубчатый элемент имеет большую площадь поверхности и за счёт этого работает эффективнее.

Резистор может устанавливаться:

• в топочную камеру;
• вокруг дымохода.

В первом варианте он имеет П-образую конструкцию, расположенную рядом со стенками и потолком камеры. Теплоноситель быстрее прогревается, но материал бака подвергается воздействию более высокой температуры и потому интенсивнее подвержен разрушению.

Во втором случае воздух нагрет не так сильно, и оттого требуется теплообменник большего объёма. Зато и прослужит он дольше.

С функцией приготовления пищи

Конструкция печи двойного назначения имеет определённые особенности. Выше топочной камеры располагается духовая. Если планируется использовать печь для приготовления еды, теплообменник размещают только по бокам топки. Тогда поднимающийся наверх горячий воздух позволяет создать достаточную температуру.

Если же теплообменник монтируется со всех сторон, камера будет нагреваться значительно меньше. Она подойдёт только для разогрева еды.

На небольших печах иногда делается не отдельная камера, а конфорка (реже — не одна).

Она используется не как духовка, а в качестве небольшой варочной панели.

То есть на ней можно вскипятить воду в чайнике, приготовить пищу в небольшом объёме.

Рекомендации для выбора домашней печки на дровах

На сегодняшний день существует довольно много видов печей. При выборе печи стоит учитывать:

• площадь жилища;
• предпочтительный тип топлива;
• наиболее подходящий материал.

Площадь обогреваемого помещения

Размеры здания влияют на выбор мощности печи. Для прогрева 10 кв. м дома требуется около 1—1,2 кВт. Это правило работает для потолков высотой в 2,5—2,7 метра, если они выше, мощности потребуется немного больше.

Для заводских моделей печей этот показатель указывается в паспорте. Для самодельных конструкций он рассчитывается приблизительно.

Используемое топливо

Водяное отопление может работать за счёт сгорания:

• дров;
• угля;
• топливных брикетов;
• торфа.

Всевозможные виды топлива различаются по своим характеристикам. Прежде всего, они дают разное количество тепловой энергии при сгорании того же объёма.

Но при выборе имеет значение не только это. Важна стоимость, а также то, насколько легко найти топливо в районе расположения дома. Лучше выбирать тот вид, который можно приобрести у нескольких поставщиков. Имеет значение и место, которое понадобится для хранения.

Материал

• кирпич;
• нержавеющая сталь;
• чугун.

Кирпичные печи — самые массивные. Им требуется больше места, а под конструкцию устанавливается отдельный фундамент. Лучше всего изначально ставить кирпичную печь с нагревательным баком. Иногда его добавляют позднее, хотя для этого приходится разбирать часть кладки.

Такие отопительные устройства долго и равномерно отдают тепло. При желании в них размещаются объёмные духовые камеры, но они долго разогреваются. Для кладки конструкции придётся искать специалиста.

Чугунные печи тоже быстро нагреваются, а отдают тепло дольше стальных. Но чугун более хрупкий и в то же время тяжёлый металл.

Фото 2. Дровяная печь с водяным контуром, сделанная из чугуна. Трубы отопления изготовлены из меди.

Большой популярностью пользуются стальные конструкции. Они меньше и быстрее нагревают теплоноситель. Печи с водяным отоплением лишены традиционных недостатков металлических приборов. Они отдают тепло не только во время сгорания топлива, но и долгое время после него.

Металлическим и чугунным печам не требуется отдельный фундамент. Достаточно оградить пол от воздействия жара и случайных искр. Для этого используются огнеупорные материалы, например, металлический лист.

Заводские модели печей выпускаются на ножках с регулируемой высотой. Благодаря этому их легко расположить даже на не совсем ровном полу.

Размещение отопительных устройств

До деревянных и других воспламеняющихся перегородок должно быть не менее полуметра. При использовании защитных экранов этот минимальный промежуток значительно уменьшается.

Важно, чтобы над (или под) печью не было балок. Когда устройство используется для приготовления пищи, удобно расположить его на кухне.

Если печь будет недалеко от входа, дрова или другое топливо не придётся далеко нести.

В целом же печь водяного контура менее требовательна к месту размещения, ведь жилище отапливается не только через стены и топочную дверцу. В первую очередь его греют батареи.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором приводится инструкция по подключению печи с водяным контуром к системе отопления.

Преимущества перед котлом

Конструкции с водяным контуром соединяют в себе преимущества печного и водяного отопления. Они равномерно обогревают помещение.

Одно устройство может использоваться для поддержания необходимой температуры во всём доме, даже при наличии более одного этажа.

Для работы не требуется электричество (если не используется циркуляционный насос) или же его тратится намного меньше, чем в электрических котлах. Не применяется и газ, подключение к которому возможно не везде.

ogon.guru

Принцип действия

Идея создания камина с водяным контуром зародилась от необходимости производить нагрев сразу нескольких комнат. По своему принципу камин с теплообменником похож на отопительный котел, только владельцам дома и гостям дополнительно предоставлена возможность любоваться игрой пламени.

Основная схема, по которой работает такой камин, состоит из источника тепла и контура, где происходит передача внутренней энергии. В отличие от привычного нашему представлению камина, в котором выделенная энергия в виде излучения или конвекции передавалась воздуху, наполняющему комнату, здесь реализована ее транспортировка с помощью теплоносителя. В роли теплоносителя выступает вода или специальная жидкость-антифриз для систем отопления.

В итоге алгоритм работы камина следующий: энергия, выделяющаяся при сгорании дров, частично передается воде. Оставшаяся ее часть приходится на излучение, как и в обычном камине. Нагретая вода циркулирует по системе в разных комнатах и в радиаторах отдает свое тепло воздуху.

Достоинства подобных систем

Наличие конура отопления в камине делает его полноценным источником тепла не только в месте его непосредственной локализации, но и во всех предусмотренных в данном случае комнатах. Вода, нагретая в теплообменнике, служит для транспортировки тепла в системе отопления и используется в системе водопровода.

Правильно подобранный по мощности камин способен обогреть помещение, обеспечить жильцов горячей водой для разных потребностей. Встроенный теплообменник в камин не изменяет основного предназначения устройства. Камин, как и прежде, является символом уюта, благодаря своему характерному исполнению и возможности проводить время, глядя на магическую стихию.

Дополнение камина функциями приводит к тому, что он превращается в универсальное устройство жизнеобеспечения при автономном существовании в доме. Наличие варочной панели раскроет перед хозяйкой все возможности по приготовлению пищи. Камин с контуром отлично подойдет для дачи, когда, к примеру, в период отопительного сезона приходится проводить там длительное время.

Устройство системы отопления

Для того чтобы качественно рассмотреть принцип превращения энергии, следует всю систему отопления разбить на два условных блока: теплообменник и сама магистраль.

Теплообменник для камина может быть выполнен в виде трубы, по которой протекает вода. Чтобы повысить эффективность передачи тепла, нужно увеличить площадь теплообменника, находящегося в активной зоне (зоне топки), поэтому трубу выполняют в виде змеевика, радиатора или другого варианта лабиринта. Этот узел даже в кирпичных каминах выполнен из чугуна или стали. Чугунный змеевик способен отлично передавать тепло циркулирующей жидкости и выдерживает воздействие температур. Но литье из чугуна значительно повышает затраты на изготовление камина, поэтому альтернативой выступает стальная конструкция.

Постоянный перепад температур и воздействие открытого пламени на стальной теплообменник приводит к быстрому выходу из строя последнего. Учитывая все нюансы, применяются две различные схемы передачи тепла от пламени к воде.

1. Первая схема называется одноконтурной. Чугунный змеевик расположен в топке и нагревается от пламени непосредственным контактом. Вода поступает в систему отопления и водоснабжения, а на ее смену постоянно обеспечивается приток холодной воды.
2. Вторая схема – двухконтурная. Она исключает прямой контакт змеевика с открытым огнем. В корпусе камина по всему объему выполняется полость, которая называется рубашкой. Она заполнена водой. При работе камина вода в рубашке постоянно поддерживает высокую температуру, а уже в этой рубашке размещается змеевик, выполненный в удобной для конструкции форме. Энергия передается сначала воде в рубашке, а затем воде в контуре. Такой способ подразумевает лишнее промежуточное звено, что ведет к более длительному разогреву системы, однако это повышает срок эксплуатации камина.

Контур камина может быть включен в систему отопления, как дополнение к основному, так и в качестве основного. По устройству систему делят на два вида: открытая (с естественной циркуляцией) и закрытая (с принудительной).

• В открытой отопительной системе течение жидкости обеспечено за счет первоначальной потенциальной энергии, которую получает при конвекции. Нагретая вода поднимается вверх по стояку и протекает по всей магистрали, выполненной под уклоном. В такой системе используются только металлические трубы. Ее монтаж осуществляют опытные работники, так как любая ошибка приведет к застою жидкости в одном определенном месте.

Чтобы вода имела возможность расширяться при нагревании, конструируется ответвление в самой верхней части системы в виде расширительного бака. Подобную систему отопления можно было бы назвать менее затратной, но сегодня стоимость металлических труб настолько велика, что делает это утверждение ложным.

• Закрытая система монтируется из пластиковых труб и требует установки насоса для принудительной циркуляции воды. Идея такой системы заключается в том, что при расширении внутри жидкости повышается давление. Это ведет к увеличению температуры кипения. Такую воду можно нагреть более, чем на 100 °С градусов.

Конечно, на практике таких показателей не допускают, однако замечено, что система под давлением более эффективна. Расширительный бак тоже присутствует, только он закрыт, и внутри него имеется резиновая перегородка. Она зонирует бак на две составляющие части: первый отсек предназначен для воды, а в другой части находится воздух под давлением.

Чтобы не отвлекаться от вопроса о камине, следует отметить, что камины с теплообменником могут быть включены в систему открытого и закрытого типа.

Использование в интерьере

Не стоит забывать, что ключевым моментом в названии устройства является слово «камин». Это означает, что кроме своих технических качеств он, прежде всего, служит частью интерьера. Различные варианты исполнения предоставляют возможность подобрать модель под любую отделку комнаты.

Чугунные печи и камины оснащены дверцей их жаропрочного стекла. Наблюдать за пламенем через это стекло удобно, к тому же оно служит частью технологии медленного горения. Чугунные варианты самые оптимальные по производительности и по отделке.

Некоторые готовые модели не требуют дополнительной отделки, поскольку покрыты слоем керамики. Покупателю остается только определиться с цветом камина. Однако встречаются и такие варианты, которые придется дополнительно облицовывать. Это предоставляет возможность выполнить отделку в едином духе со стилем комнаты. Отлично подходит керамика, искусственный камень, декор кирпичной кладки.

Наличие контура в камине не мешает выполнять модели разных типов по способу установки. Угловой камин по своим габаритам подойдет для небольшой комнаты в дачном доме. Подобное расположение не просто экономит пространство, но и создает иллюзию его увеличения. Угловая модель скрывает границу перехода между стенами, поэтому взор не «цепляется» за габариты и внешне комната оценивается, как большое пространство.

ochg.ru

Отопление с помощью воздушной системы

Причина устойчивого предпочтения, которое владельцы частных домов отдают печному варианту отопления, заключается в дешевизне и доступности дров, топливных брикетов или угля.

Недостаток состоит в ограниченности обрабатываемого пространства, который можно исключить путем устройства водяной и воздушной системы на основе кирпичного агрегата.

Специфика устройства отопления малоэтажных зданий печью представлена в фото-подборке:

Принцип функционирования воздушного отопления на базе печи или камина заключается в передаче теплого потока, подогретого до рабочей температуры в теплообменнике или в котле. Воздух поступает либо сразу в помещение, либо через воздуховоды. Благодаря относительно небольшому пути он не успевает потерять температуру. В результате достигается равномерное распределение тепла по дому.

Камеру для нагрева воздуха устраивают над топкой, чтобы горячая верхняя поверхность топки и дымоход передавали ей максимальное количество тепла. Циркуляция воздуха происходит естественным образом или с помощью вентиляторов.

Естественная циркуляция происходит в результате разницы плотности холодного и горячего воздуха. Холодный воздух, попадая в нагревательную камеру, вытесняет горячий в воздуховоды. Такой способ не требует наличия электроэнергии, однако при недостаточно быстром движении воздуха через камеру нагревания он сильно раскаляется, что может вызвать проблемы.

Принудительная циркуляция происходит с применением вентиляторов или насосов. Однако нагрев помещений происходит более быстро и равномерно. При принудительной вентиляции регулируя ее режим можно легко управлять объемом подаваемого воздуха в различные помещения, тем самым определяя микроклимат отдельных комнат дома.

По типу подачи холодного воздуха системы делятся на две разновидности:

• С полной рециркуляцией. Нагретые воздушные массы чередуются с охлажденными в пределах одного помещения.  Минус схемы в том, что качество воздуха падает при прохождении каждого цикла нагрева/охлаждения.
• С частичной рекультивацией. Производится забор части свежего воздуха с улицы, который подмешивается к части воздуха из помещения. После нагрева смесь двух воздушных порций поставляется потребителю. Преимущество в стабильном качестве воздуха, недостаток в энергозависимости.

Понятно, что к первой группе относятся канальные системы с естественным движением воздушного теплоносителя. Ко второй относят варианты с принудительным перемещением воздуха, для движения которого необязательно устраивать сеть воздуховодов.

Основные преимущества воздушного отопления по сравнению с водяным:

• высокий КПД;
• безаварийность;
• отсутствие радиаторов в помещениях.

Устройство контура с принудительным движением позволяет обойтись без сооружения системы воздуховодов. Вдобавок, эту разновидность можно совмещать с кондиционированием, увлажнением и ионизацией воздуха.

Если установка устройства, стимулирующего движение нагретого воздуха, не планируется, то в повышении производительности печки используются следующие способы:

Повышение КПД самопроизвольно увеличит скорость движения воздушного потока: чем быстрее нагревается воздух, тем интенсивней происходит смена остывшей и нагретой воздушной массы.

Основные недостатки воздушного отопления по сравнению с водяным:

• при использовании печи температура подаваемого воздуха имеет значительный диапазон, в отличие от использования других средств нагрева;
• воздуховоды имеют большой диаметр, поэтому монтаж необходимо осуществлять на этапе строительства;
• желательно расположение печи в подвальном помещении, иначе необходимо применение вентиляторов, которые издают шум.

Движение воздуха в помещении имеет отрицательную сторону – поднимает пыль, однако использование фильтров на выходе из воздуховода позволяет эффективно эту пыль отлавливать, таким образом, уменьшая общее количество пыли в доме.

Другой особенностью воздушного отопления имеющую положительную и отрицательную стороны является скорость передачи тепла. С одной стороны – помещения нагреваются быстрее, чем при отоплении с помощью водяного контура, с другой стороны отсутствует тепловая инерция – как только печь или камин гаснет, то помещение сразу начинает остывать.

В отличие от водяного отопления монтаж системы воздушного отопления не представляет никакой сложности. Все элементы (трубы, отводы, вентиляционные решетки) достаточно просто можно соединить без сварочных работ. Существуют гибкие воздуховоды, которые могут принимать любую форму, в зависимости от геометрии помещений.

Несмотря на это, системы воздушного отопления на базе печей или каминов не получили пока широкого распространения. Гораздо чаще в индивидуальном малоэтажном строительстве для обогрева помещений применяют водяной контур.

Устройство водяного отопления на основе печи

Принципы работы любого водяного отопления основаны на распределении тепла от локального источника по всему помещению, с помощью движения воды по контуру обогрева.

Основные элементы водяного отопления

Для схемы печного отопления с водяным контуром основными элементами являются:

• печь или камин с теплообменником, в котором происходит нагрев воды;
• отопительный контур, где происходит отдача тепла в помещение;
• расширительный бак для предотвращения повреждения системы в результате повышения давления;
• циркуляционный насос для обеспечения движения воды по контуру.

Есть общие правила функционирования водяного отопления, такие как схемы разводки, которые хорошо известны, и которых необходимо придерживаться. Однако при использовании печи в качестве источника тепла существуют специфические требования, связанные с особенностью температурного режима.

Печи не быстро нагреваются и медленно остывают, происходит неравномерное выделение тепла и только правильная установка всех компонентов системы позволит избежать проблем с качественным обогревом помещений дома.

Виды теплообменника и способы размещения

Для изготовления теплообменника для печей применяют листовую «черную» сталь или жаропрочную нержавеющую сталь. Применение чугуна в качестве материала для производства затруднительно, но можно использовать готовые чугунные изделия, такие как чугунные радиаторы.

Возможно использование меди, которая обладает лучшей теплопроводностью по сравнению со сталью, однако цена такого устройства будет высока. Теплообменник рекомендуют изготавливать из стали толщиной от 3 мм. При больших температурах печи, возникающих в случае использования угля или, тем более, кокса необходимо применять сталь толщиной 5 мм.

Теплообменники условно можно разделить на три вида:

• регистры, змеевики и радиаторы, состоящие из набора труб;
• рубашки (котлы), сваренные из листовой стали;
• комбинированный вариант в виде вертикальных стенок, соединенных трубами (так называемые «книжки»).

Рубашки из листовой стали проще изготовить и они легче в очистке от продуктов сгорания топлива, однако трубчатые конструкции имеют большую площадь нагрева. При изготовлении рубашки нужно учитывать избыточное давление воды, которое возникает при использовании мембранного бака-расширителя или подъема воды на большую высоту.

Теплообменник для водяного отопления на основе печи можно устроить из подручных материалов:

В этом случае требуется использовать сталь толщиной не менее 5 мм и дополнительно усилить стенки ребрами жесткости во избежание их деформации.

Формы трубчатых конструкций могут быть различны, однако необходимо соблюдать условие, чтобы внутренний размер труб был не менее 3 см в диаметре. В противном случае, при медленной скорости циркуляции или слишком большой температуре вероятно закипание воды. Регистры изготавливают, как правило, из профильных, а не из круглых труб, чтобы облегчить сварочные работы.

Изготовить теплообменник необходимого размера можно самостоятельно. В этом случае повышенное внимание надо уделить качеству сварки. При возникновении протечки теплообменника вся вода выльется в печь. Кроме того, для устранения проблемы придется проделать большой объем работы: разобрать печь, вынуть, заварить и поставить обратно теплообменник, а затем снова собрать печь.

Существует два варианта расположения теплообменника. В первом случае его размещают непосредственно в топливнике, значительно сужая его пространство. Во втором случае регистры устанавливают в колпаке безоборотных печей, однако сама печь в этом случае имеет более сложную конструкцию.

При установке трубчатого типа теплообменника необходимо оставлять зазор между ним и стенкой печки. Это необходимо для лучшего нагрева теплоносителя, а также возможности чистки регистра. Чистить и рубашки и регистры периодически необходимо, так как в случае сильного засорения золой уменьшается эффективность теплообмена.

При наличии варочной плиты чистка происходит после ее снятия. Если печь имеет только отопительную функцию, то чистка происходит через топочную дверцу.

Циркуляция воды в отопительном контуре

Основные принципы организации естественной циркуляции воды в системе заключаются в моделировании «коллектора разгона» на выходе из теплообменника и в создании постоянного уклона труб контура отопления величиной 3-5 градусов. Общий смысл «коллектора разгона» заключается в том, что от печи нагретая вода поднимается вертикально вверх, а затем уже распределяется по контуру отопления.

Циркуляция происходит по причине разницы удельного веса холодной и горячей воды. Холодная вода тяжелее горячей, и стекая к теплообменнику, вытесняет горячую воду вверх по трубе. Точка входа «обратки» должна быть ниже выходов воды из радиаторов отопления, иначе циркуляция воды будет очень медленной или ее не будут вовсе.

Установка циркуляционных насосов увеличивает скорость перемещения воды по контуру отопления и, таким образом, происходит более быстрое и равномерное распределение тепла по дому. Одновременно можно использовать несколько насосов для разных контуров отопления.

В случае наличия скачков напряжения необходимо применять стабилизатор напряжения, так как выход насоса из строя может повлечь серьезные последствия для всей системы. Насосы условно можно разделить на два вида относительно положения двигателя: с «сухим» ротором и «мокрым» ротором, и на два вида по напряжению: они могут работать от сети 220 Вольт и от источников питания в 12 Вольт.

Двигатель в насосах с «сухим» ротором изолирован от погруженной в воду крыльчатки уплотнительными кольцами. По сравнению с насосами с погруженным в воду двигателем, «сухие» насосы имеют более высокий КПД.

Однако среди недостатков можно назвать высокий уровень шума, необходимость проведения регулярного обслуживания и меньший моторесурс. Поэтому в частном доме, как правило, используют циркуляционные насосы с «мокрым» ротором.

Выбор типа питания насоса зависти от возможности естественной циркуляции воды в системе. Если она невозможна без участия насоса, то выбор должен быть произведен в пользу варианта с поддержкой напряжения 12 Вольт и источника бесперебойного питания.

Иначе, в случае отключения электричества возможно закипание воды и выхода системы из строя. Если естественная циркуляция возможна, то лучше приобрести более распространенный и дешевый вариант с питанием от сети 220 Вольт.

При установке насоса с питанием 220 Вольт необходимо организовать возможность функционирования системы обогрева при отключении электричества. Для этого на трубе устанавливают запорный кран, а в обход его монтируют обводную трубу с насосом (так называемый «байпас»).

На обводной трубе перед насосом устанавливают кран-фильтр, а после – запорный кран. Регулируя положение запорных кранов на основной и обводной трубах, можно включать режим принудительной и естественной циркуляции.

Как правило, насос устанавливают на «обратке» возле печи, чтобы температура жидкости, которая будет проходить через насос, была наименьшей. Это значительно продлит срок службы насоса. К тому же необходимо размещать максимально возможное количество элементов управления системы отопления в одном месте, чтобы в случае возникновения аварийных ситуаций можно было быстро принять меры для их устранения.

Правила использования расширительного бака

Жидкость при нагреве расширяется, и если это будет происходить в замкнутой системе, то сильно возрастет давление внутри нее, а рост давления чреват прорывом воды. Использование предохранительного клапана нецелесообразно, так как после остывания воды и уменьшения ее объема в систему будет запущен воздух.

Поэтому в отопительных контурах с принудительным движением воды используют специальные расширительные баки, которые бывают открытого или закрытого типов. Их объем рассчитывают, исходя не только из максимального теплового расширения жидкости (5-7%), но и с учетом возможности закипания системы.

Бак открытого типа оснащает водяной контур печного отопления гравитационного типа, т.е. с естественной транспортировкой теплоносителя. Представляет собой металлическую емкость произвольной формы, расположенной на самом верху отопительного контура. Он напрямую сообщается с атмосферой, из-за чего частично испаряется теплоноситель.

Трубопровод подключается к дну или нижней четверти бака, а к верху него приваривается патрубок для отвода воды в случае перелива и осуществления выхода воздуха из системы.  Практика показывает, что объем бака открытого типа должен составлять не менее 15% от объема воды в системе отопления.

Бак закрытого или мембранного типа представляет собой закрытый сосуд с мембраной внутри. Вода, нагреваясь, увеличивает давление, растягивает мембрану и поступает в бак.В случае превышения давления срабатывает автоматика, и излишек теплоносителя сбрасывается в канализацию.

После первого сброса обычно больше не возникает причин для его повторного производства, т.к. объем теплоносителя становится равным объему системы.

Закрытый мембранный бачок устанавливают перед насосом. Такой бак, в отличие от бака открытого типа, не может избавляться от воздуха сам, поэтому наверху контура отопления необходимо установить кран Маевского (механический воздухоотвдчик) или его автоматический аналог. Единственный элемент мембранного бака, который со временем может выйти из строя – мембрана, поэтому лучше покупать бак с возможностью замены мембраны.

При приобретении бака закрытого типа, который иногда называют гидроаккумулятором, главное не перепутать его с гидроаккумулятором для водоснабжения. Для мембранного бака, который используется в отоплении, рабочая температура имеет значение до 120 градусов, а давление – до 3 Бар. Для водоснабжения используют баки с температурой до 70 градусов и давлением до 10 Бар.

Выбор между трубами и радиаторами

В качестве водяного контура при печном отоплении можно использовать систему пластиковых труб с радиаторами (батареями) или систему металлических труб. Основное преимущество применения радиаторов заключается в том, что они красивее выглядят по сравнению с массивными воздуховодами.

Пластиковую разводку можно без труда спрятать в пол, так как она не отдает тепло. Хотя по правилам разводка водяного отопления должна быть открытой. Однако у полимерных трубопроводов есть ограничения: их нельзя прокладывать там, где есть вероятность оплавления и прямого действия УФ.

Преимущество металлических труб заключается в более низкой цене всего отопительного контура, простоте монтажа и реже возникающими проблемами при эксплуатации системы.

Небольшим преимуществом системы с радиаторами является также простота регулировки температуры. Даже самые точные расчеты температурного режима помещения могут быть скорректированы. Например, маленькому ребенку до 6 месяцев рекомендована температура 19-21 градуса Цельсия, в то время как комфортной температурой в остальном доме считают 25 градусов.

Чтобы обеспечить такую температуру в течение длительного периода времени в комнате достаточно полностью или частично закрыть кран подачи тепла к одному из радиаторов. В случае металлической трубы вопрос тоже можно решить, но более сложным способом: уменьшить теплоотдачу сегмента трубы с помощью пенополиуретановой или фольгированной скорлупы.

Еще одним вариантом отопительного контура может быть водяной теплый пол. Это очень комфортный по ощущению человека вид подачи тепла, однако монтаж теплого пола значительно более трудоемкий, чем рассмотренные ранее варианты.

К тому же при использовании теплого пола нет возможности обеспечить уклон для естественной циркуляции воды, что в сочетании с небольшим диаметром труб теплого пола приводит к обязательному условию применения циркуляционного насоса.

Предотвращение перемерзания системы отопления

Использование воды в качестве теплоносителя имеет один минус – в случае перемерзания системы отопления повредится трубопровод и приборы. Особенно сложно восстановить в этом случае теплообменник, интегрированный в печь.

Это проблема актуальна для домов, которые в зимний период могут не отапливаться длительное время. Один из способов предотвратить повреждение системы – использовать вместо воды антифриз, предназначенный для отопительных систем.

Для жилых помещений в качестве антифриза используют жидкости на основе пропиленгликоля, как нетоксичного вещества в отличие от этиленгликоля.

Однако у идеи использования антифриза существуют свои минусы:

• антифриз на основе пропиленгликоля дорого стоит (от 80 р/литр);
• удельная теплоемкость антифриза меньше чем у воды (ориентировочно на 15%), поэтому необходима большая мощность печи и большая площадь поверхности устройств обогрева помещений;
• у антифриза более высокая динамическая вязкость, чем у воды, поэтому необходим более мощный циркуляционный насос, а естественная циркуляция невозможна;
• при нагревании антифриз расширяется до 40%, поэтому необходимо использовать большой расширительный бак закрытого типа;
• пропиленгликоль очень текуч, поэтому проникает через соединения в системе отопления, через которые не проникает вода;
• пропиленгликоль несовместим с оцинкованными трубами, потому что при контакте присадки антифриза утрачивают свойства;
• при закипании антифриза (что вероятно при использовании печей) происходит необратимая химическая реакция, в результате чего всю систему придется сливать и заливать антифриз заново.

Для антифриза систему отопления необходимо рассчитывать заранее – использование его в проектах, реализованных для воды довольно проблематично.

Причем проект с применением антифриза будет значительно более дорогой, чем система водяного отопления. Поэтому использование антифриза пока не получило широкого распространения в частных домах при печном отоплении, а для предотвращения перемерзания используют другие методы.

Слив воды из контура и рубашки или регистра печи является наиболее частым решением проблемы при длительном отсутствии хозяев дома. Помимо дополнительной работы к минусам этого метода нужно отнести доступ воздуха к металлическим элементам системы с внутренней стороны и, как следствие, распространение коррозии.

Также в качестве решения проблемы на короткий промежуток времени, применяют интеграцию в отопительный контур электрического котла небольшой мощности. Его работа на минимальном уровне потребления энергии в состоянии временно поддержать положительную температуру воды.

Выводы и полезное видео по теме

Рабочая система отопления на основе печи и водяного контура в частном доме, площадью 80 квадратных метров:

Подача тепла в систему отопления от печей и каминов происходит порционно, что усложняет задачу расчета параметров элементов отопительного контура. Проводить работы по переделке контура довольно проблематично, поэтому при недостатке опыта в этой сфере лучше обратиться к специалистам, имеющим навыки решения таких задач.

sovet-ingenera.com