Как выбрать печь на водяном контуре?

Печки с водяным контуром

В современном мире, где энергоэффективность и экологичность играют ключевую роль в развитии технологий, печи с водяным контуром становятся все более популярными. Эти устройства представляют собой инновационное решение для обеспечения отопления и горячего водоснабжения в жилых и промышленных зданиях. В этой статье мы подробно рассмотрим особенности данного типа оборудования, его преимущества перед традиционными отопительными системами, а также перспективы развития данного направления техники.

Классическая конструкция печи состоит из топки, разделенной на зольник и топливной отдел между кирпичными или металлическими стенками. Сгорев, дрова выделяют тепло. Оно исходит от стен печки, обогревая помещение.

Устройство с водяной рубашкой внешне похоже на обычный вариант, но внутри находится теплообменник (регистры), как в отопительном котле с циркуляцией воды. Чтобы максимально увеличить эффективность работы устройства, регистры размещают над камерой сгорания. К теплообменнику подключают трубы с разводкой к разным отопительным приборам.

Печь длительного горения с водяным контуром по принципу работы похожа на котел, работающий на твердом топливе. С ней так же нужно помещать в топку топливо, после чего агрегат нагревается, и теплоноситель начинает циркулировать по трубопроводу. Циркуляция может происходить естественным способом за счет разницы в температуре и плотности, или используют специальный насос.

Преимущество таких моделей состоит в способности автономно обогревать дом и при этом смотреться как традиционная русская печь. Она украшает интерьер и привлекает внимание своей эстетичностью.

Плюсы и минусы печей, работающих на твердом топливе

Самым доступным видом топлива в большинстве регионов нашей страны – это дрова и уголь. К ним обращаются для отопления частных домов, загородных коттеджей, дачи и бани. Этому способствуют множество преимуществ:

• Автономность. Не нужно подключаться к сторонним коммуникациям, а значит, можно избежать хлопот и сэкономить семейный бюджет. Система работает с естественной циркуляцией.
• Недорогая установка. Чтобы подключить печь к водяному отоплению, придется потратить меньше средств, чем с другими нагревательными системами.
• Доступное топливо. В нашей стране леса распространены широко и потому дрова являются дешевым топливом. Если поставить комбинированную печь с водяным контуром для отопления дома, то можно будет пользоваться не только дровами, но также углем, коксом и торфяными брикетами.
• Экономия во время эксплуатации. Установка печи длительного горения снижает расход дровяного топлива.
• Экологичность. При сжигании дров в воздух не выделяются токсины и вред окружающей среде не наносится.
• Эстетичность. Современные производители предлагают для отопления такие конструкции печей, которые способны украсить интерьер.
• Устройство системы с водяным контуром позволяет более быстро обогреть помещение.
• Установка в доме печи с водяным контуром позволяет решить несколько задач: отапливать помещение и нагревать воду.
• Вода является доступным и безопасным контуром.

Но недостатки у печного отопления также имеются, и о них надо знать:

• КПД дровяной печи ниже котла, работающего на газе или дизеле. Большое количество тепловой энергии уходит через дымоход.
• Необходимость в постоянном обслуживании. Для бесперебойной работы печи ее нужно постоянно держать под контролем, подавать топливо и убирать отходы.
• Помещение прогревается медленно и неравномерно, если оно очень большое или в доме имеется несколько комнат.
• Нужно уметь пользоваться такой печью.
• Для хранения большого запаса дров нужно оборудовать специальное помещение.
• Пожароопасность. Деревянная постройка нуждается в изоляции. Если разлетятся искры и произойдет возгорание, потушить пожар быстро удается редко.
• Угроза замерзания. Если в доме живут постоянно, контур находится в безопасности. В случае отсутствия человека вода может замерзнуть в зимние морозы и повредить систему.

Избежать случайностей поможет добавление зимой в систему специальных присадок. А срок службы водяного контура продлевает устройство закрытой водяной системы.

Особенности обогрева дома с помощью печи

Несмотря на имеющиеся недостатки, сельские жители не спешат менять печи на современные котлы. Этот способ обогрева жилища считается самым беспроблемным и безотказным. Но обогреть большую площадь дома без водяного контура сложно. Обычная печь нагревает комнату только в той комнате, где она находится. Конструкция и схема системы отопления для разных видов твердого топлива одинаковая.

Дрова, уголь и брикеты отличаются только небольшой разницей в жаре и прогорании. Печное отопление не нуждается в электроэнергии и отключение в доме света не скажется на количестве тепла. Эксплуатация системы простая и не вызывает затруднения у человека любого возраста. Тепло от нагретой печи отдается в течение длительного времени и позволяет даже готовить еду.

Когда нет возможности подключиться к магистральной газовой системе, дровяное отопление становится лучшим выбором для хозяев дома. Препятствием может стать только недоступность дров или угля.

Печь с водяным контуром для отопления и приготовления еды в частном доме, изготовленная из кирпича, имеет большой вес, который увеличивает труба дымохода. К тому же под нее надо ставить надежный фундамент. Это вызывает дополнительные затраты и считается минусом.

Устройство печи с водяным отоплением

Рассматривая подобную систему, желательно расчеты проводить еще на стадии строительства дома. Поставить кирпичную печь в уже готовом здании сложно, а иногда и вовсе невозможно. Ведь печь надо ставить на мощный фундамент. Но в частном доме можно выполнить печь с водяным обогревом из стали, выбрав буржуйку и проведя вокруг топки трубы.

В систему водяного отопления входят:

• металлическая или кирпичная печь;
• теплообменник вокруг дымохода или печной топки;
• контур с теплоносителем по всему дому и расширительный бачок на чердачном помещении.

В дополнение могут быть установлены циркуляционный насос и гидроаккумулятор. Но это требует бесперебойного наличия электричества и больших затрат. Водяное отопление само по себе дешевое и повышать стоимость конструкции решаются не все.

Схема циркуляции воды

Циркуляция воды – это движение водного потока по замкнутому пространству. В контуре циркуляции находятся барабаны, коллекторы и трубы для нагрева поверхностей. Вода может проходить по контуру много раз или единожды, продвигаясь от входа к выходу. Движение воды может быть естественным или принудительным. Естественная циркуляция происходит в паровом котле. Напор для движения в контуре создает разность в плотности воды и пара. Вода может превращаться в пар несколько раз, проходя через контур. Или она проходит через нагреваемую поверхность и становится паром за один проход.

Для принудительной циркуляции применяют насос. Какой бы вид циркуляции не использовался, вода и пар должны хорошо охлаждать металлическую конструкцию. Это способствует работе котла без проблем и аварий.

Для обустройства системы водяного отопления в частном доме применяется и естественная, и принудительная циркуляция теплоносителя. С дровяной печью чаще всего применяют первый вариант. Такая разводка дешевле принудительной системы и не требует наличия электричества.

Печь с водяным отоплением используется в домах одноэтажной постройки. Есть ограничения по площади. Она не должна превышать 150 м2. В других случаях придется применять дополнительный гравитационный насос. Когда в коттедже два и более этажа, лучше поставить хороший мощный котел. Печь должна будет иметь большой размер, и сделать ее будет сложно. К тому же потребуется очень много топлива и значит, увеличится риск возгорания.

В обычной печной системе отопления находятся:

• теплообменник в печи;
• трубопровод;
• радиаторы или трубы;
• расширительный бачок.

Сделать самостоятельно обогревательную систему в загородном доме можно по схеме. Рассчитать и смонтировать такой вариант проще без принудительного потока воды.

Важно! Циркуляционный насос ставят на котлы. В печке его эффективность снижается.

Дровяную печь топят 1-2 раза в сутки. Во время топки носитель нагревается и отдает помещению тепло. После окончания топки гонять насосом холодную воду по трубам смысла нет. Поэтому и не ставят насосы.

Выбирая твердый вид топлива, получают автономную систему отопления дома. Работа насоса требует наличия электричества и перестает быть автономным.

Какую печь выбрать: кирпичную или металлическую

Кирпичное изделие нагревается дольше, но и тепло распространяется вокруг медленно. Стальное устройство греется быстрее, но и остывает так же быстро. Решить проблему помогает водяной контур с большим количеством теплоносителя. Стоимость системы зависит от количества хранящейся в системе воды. Чем ее больше, тем дороже.

Обратите внимание! Буржуйку из металла для отопления дома с водяным контуром не нуждается в специальном фундаменте. Ее можно поставить на обычный пол.

Стальной агрегат под водяное отопление весит от 100 до 300 кг без учета воды и топлива. Для его установки нужны только усиленные лаги. А вот для печи весом ль 700 кг заливают фундамент.

По сравнению с металлической конструкцией, кирпичная печь больше весит, дороже стоит и нуждается в сложном монтаже. Но ее КПД выше, и риск прорыва труб из-за заморозки контура меньше. Поэтому при постоянном проживании в доме и желании иметь капитальную конструкцию, используют кирпичный вариант.

Какие трубы лучше: металлопластик или нержавейка

Для обвязки водонагревательного котла используют все варианты: стальные, металлопластиковые и полипропиленовые трубы. А вот для контура с теплоносителем в дровяной печи отдают предпочтение материалу из нержавейки. Только сталь способна выдержать быстрый разогрев до высокой температуры во время закладки большого количества дров.

Для металлопластика нужен теплоноситель, разогретый максимум до 95 градусов. Нагрев до 120 градусов он способен перенести только в течение короткого времени, но автоматика прогрева воды до таких пределов обычно не допускает. Прогрев теплых полов осуществляется в пределах 45 градусов, а батареи нагреваются до 65градусов.

Дровяная печь нагоняет температуру под 100 градусов часто и потому делать обвязку из металлопластика не рекомендуется. Предпочтительнее использовать нержавеющая сталь.

К тому же патрубки, соединяющие трубы контура и выходящие из змеевика, всегда сильно нагреваются и находятся недалеко от открытого пламени. Присоединив к ним пластиковые трубы, увеличивают риск, что они расплавятся.

Радиаторы или регистры

Тепло поступает в контур из печи постепенно до тех пор, пока горит топливо. Когда воды в системе недостаточно, дом остывает быстро. Проблему решают за счет использования толстых труб из стали. Применяющиеся в городе радиаторы не применяют.

Обратите внимание! Естественная циркуляция в классическом печном водяном отоплении подразумевает, что вода напрямую контактирует через расширительный бачок с атмосферой, но это нежелательно для обычных батарей.

В отопительном регистре находятся подача от печи и обратка. Эту функцию выполняют трубы диаметром от 80 до 120 мм, проложенные по территории дома. Вдоль стен идут два трубопровода, соединяющиеся в самой дальней от печи комнате.

Радиатор, конечно, выглядит красивее регистра, но его стоимость выше и установить его самостоятельно сложнее. Регистры нуждаются только в сварочном аппарате.

Чтобы рассчитать площадь теплоотдачи для контура, число ПИ умножают на длину и диаметр трубопровода. Во время расчета учитывают напор тепла в подаче и в обратке и расстояние по вертикали между трубами. Такие расчеты частные лица проводят редко. Они просто берут трубы 80-100 мм в диаметре, прокладывают их вдоль стен и закольцовывают. Теплоотдача регулируется «на глазок» или вследствие опытов с закладкой топлива разного объема. Именно поэтому контуры с водяным печным отоплением так распространены. Они не нуждаются в точных расчетах.

Как подобрать теплообменник

Для печи теплообменники делают из разных материалов: стали, чугуна и меди. Медный вариант самый дорогой и выбирается редко. К тому же его сложно спаять.

С чугунными батареями работают осторожно. Из-за высокой температуры соседние элементы в общей секции могут отсоединиться. Технические характеристики чугуна выше, чем у стали, но сделать теплообменник из этого материала самостоятельно сложно. Если только найти старые батареи. При этом учитывают, что во время топки уплотнитель между секциями выгорает, герметичность снижается, и вода может начать выходить наружу. Для соединения ребер в чугунном радиаторе используют прокладки из теплостойкой резины. В печной топке резиновый уплотнитель меняют на шнур из асбеста.

Чугунные батареи сложно очищать от сажи внутри топки. Мешают рельефные ребра.

Самый оптимальный вариант – стальной вид теплообменника, состоящий из змеевика из нескольких трубок и рубашки из листа стали. Толщину стали выбирают 4-5 мм, а трубок – 30-50 мм.

Вариант теплообменника с трубами эффективный, но изготовить его трудно. Для расчета применяют формулу: Qy=K*(Tcp-Tk).

• K - это коэффициент отдачи материалом тепла. Для низкоуглеродистой стали цифры составляют 15-20. Для чугуна -50.
• Tcp- это средняя температура нагрева в топке окружающей среды. Для расчета складывают максимальную и минимальную температуру и делят на 2.
• Tk- средняя температура в теплоносителе. Складывают температуру в подаче и в обратке и делят на 2. Это и будет нужный результат.

При использовании дров на 1 м кв. поверхности теплообменника, обращенной к огню, получается после расчета примерно 7,5 кВт/час. Для угля расчеты показывают примерно 12,7 кВт/час.

После проведенных расчетов мощность, необходимую для обогрева помещения, делят на полученную цифру, учитывая топливо, которое планируют использовать.

Оптимальный вариант

Когда вопрос об установке печи из кирпича встает уже после постройки дома, решить задачу становится сложно из-за отсутствия фундамента. В этом случае выбирают водяное отопление от буржуйки из металла. Для нее достаточно усилить деревянный настил пола. Но если возможность залить бетонное основание имеется, отдают предпочтение кирпичной печи. Она более надежная.

Для водяного контура, проходящего по дому, выбирают толстые стальные трубы с естественной циркуляцией теплоносителя. Не стоит ставить в такой контур гидроаккумулятор или циркуляционный насос. Пользы будет мало, а затраты финансов большие. Эти устройства только усложняют монтаж обогревательной системы и создают проблемы во время отключения электроэнергии. Дом будет хорошо отапливаться и без этих дополнений.

Заключение

Водяное отопление с дровяной печью не может быть идеальным и не считается высокоэффективным. Но в случае с частными домами такой вариант надежен, дешев и прост в реализации. В установке автоматики и циркуляционного насоса он не нуждается. Из плюса они превращают систему в минус, лишая ее автономности. Производители предлагают множество моделей металлических печей для отопления дома. Для них не нужно выкладывать фундамент и проводить сложный ремонт. Но качество таких печей ниже, чем у кирпичных изделий. Стоит иметь в виду, что банные печи для отопления дома не годятся. Отличие состоит в наличие каменки у модели для бани.