Отопительные печи и котлы для дома с водяным контуром

Для подогрева теплоносителя в системах с водяными контурами используются разные агрегаты – котлы или печи. Если сравнивать котел с печкой, то первый работает более эффективно, но второй прибор может дополнительно создавать в помещении уют, собирая возле каминного пламени всех домочадцев. Печь с водяным контуром для отопления дома – это компромиссное и изящное решение для частного дома.

Преимущества печного отопления

Печное отопление в загородном доме дает много преимуществ его владельцам:

1. Агрегат не нужно подключать к электросетям или газопроводу. В качестве топлива используются дрова, которые стоят недорого и доступны в разных регионах нашей страны.
2. Печи работают по принципу лучистого отопления, которое является более комфортным.
3. Эти устройства можно назвать многофункциональными, потому что они отапливают дом, подогревают воду и используются для приготовления пищи.
4. Печка может служить камином в доме. В холодные зимние вечера так приятно созерцать открытое пламя в топке.
5. Зимой благодаря теплоемкости конструкций печка долго отдает тепло в помещение, а летом служит своеобразным кондиционером, сбрасывая часть тепла в землю через отдельный фундамент.
6. Печное отопление можно назвать экологически чистым, ведь нет никаких вредных выбросов в атмосферу.

Среди недостатков отопительных систем с печами можно назвать следующее:

• для работы такой системы отопления требуется участие человека;
• при повышении мощности печки габариты конструкции увеличиваются и забирают полезную площадь дома;
• печная конструкция может отапливать только соприкасающиеся с ней помещения;
• массивная кирпичная печка обладает большой инертностью, то есть долго разогревается до нужной температуры;
• КПД печного отопления не выше 40%;
• сложно управлять процессом горения;
• для интенсивного горения нужно устроить дымоход с мощной тягой, который обязательно изолируют от других конструкций дома;
• твердое топливо для печи нужно где-то складировать и постоянно пополнять его запас.

Плюсы печей с водяными контурами

В обычной печи теплоносителем выступает воздух, поэтому для его циркуляции устраиваются воздуховоды больших габаритов, которые ограничиваются по протяженности, чтобы не увеличивать сопротивление движению нагретого воздуха. Такой теплоноситель, как воздух, обладает низкой теплоемкостью, поэтому для его подачи на большие расстояния нужно увеличить сечение воздуховода или использовать вентилятор. Вместе с воздухом циркулирует много пыли, сажи и других посторонних частиц.

Печь с котлом водяного отопления имеет много преимуществ перед традиционным печным отоплением:

1. В качестве теплоносителя в таких агрегатах используется вода, которая обладает большой удельной теплоемкостью и легко транспортируется на дальние расстояния по трубопроводам с небольшим сечением.
2. Вода не горит, не токсична и совершенно безвредна.
3. Это самый доступный бесплатный тепловой носитель.

Однако при использовании воды в качестве теплового носителя тоже есть свои минусы. Такой теплоноситель подвержен замерзанию при прекращении отопления в холодный сезон. Но эта проблема легко решается использованием антифриза. Жидкий теплоноситель приводит к образованию накипи на трубах и способствует коррозии металлических элементов отопительной системы.

Заводские печки с водяным отопительным контуром

Объединить систему печного воздушного отопления и отопительные сети с водяным контуром удалось в современных промышленных печных конструкциях с водяным контуром.

На рынке печного оборудования наибольшей популярностью пользуются следующие агрегаты:

1. Печной котел отопления для частного дома «Аквариус» выпускается компанией Термофор. Каминная топка с водяным теплообменником имеет дверцу из жаростойкого стекла, большой топливник и защищена шамотным камнем. Такие конструкции подходят только для отопительных систем открытого типа. Технические характеристики:

• мощность топки – 12 кВт;
• мощность теплообменника – 6 кВт;
• габариты – 69х51,5х93 см;
• отапливаемый объем помещения – 200 кубов;
• камера сгорания – 70 л;
• диаметр дымохода – 200 мм;
• высота дымохода – 5 м;
• объем теплообменника – 11 л.

2. Отечественный твердотопливный агрегат «Армада 20» обладает большой теплоотдачей, имеет прозрачный экран из закаленного стекла, а также варочную поверхность. В конструкции есть технологические отверстия для установки ТЭНов, с помощью которых зимой можно поддерживать температуру теплоносителя без розжига топки. Котел можно использовать в закрытых и открытых системах. Технические характеристики:

• мощность котла – 20 кВт;
• габариты – 39х66х75 см;
• отапливаемая площадь – до 200 м²;
• камера сгорания – 90 л;
• максимальная загрузка топлива – 12 кг;
• объем теплоносителя в контуре – 28 л;
• общая мощность ТЭНов – 6 кВт;
• диаметр дымохода – 120 мм;
• высота дымохода – 6 м;
• максимальная температура теплового носителя — 95°С.

Кирпичная печь с водяным контуром

Если установить теплообменник в кирпичную печную конструкцию, то можно разумно использовать огромное количество тепловой энергии, которая поступает в массивные стенки агрегата.

Кирпичная печь с котлом водяного отопления имеет следующие преимущества:

1. Массивные конструкции такой печи одновременно являются буфером и теплоаккумулятором, забирая на себя излишек тепловой энергии или, наоборот, отдавая ее теплоносителю.
2. В таких конструкциях можно объединить водяное отопление, варочную поверхность и камин. Причем все устройства будут использовать один общий дымоход.
3. Эффективная передача тепла на водяной контур благодаря его равномерному распределению.
4. После того как огонь в печи погаснет, кирпичные конструкции могут долго сохранять тепло и отдавать его теплоносителю.

Основной минус таких конструкций в их сложной реализации. Желательно еще до сборки печной системы продумать все нюансы. В противном случае конструкцию придется разбирать и заново собирать.

Разновидности и материал теплообменника

Если вы решили встроить самодельный котел в печку для водяного отопления, то сначала нужно определиться с материалом теплообменника.

Существуют следующие варианты:

• Теплообменники из меди могут похвастаться эффективностью, но для установки внутри кирпичных конструкций не подходят, потому что в топке печи температура повышается до 1200°С, а медь плавится при 1083 градусах.
• Чугунные теплообменники ценятся за коррозионную стойкость, но из-за резких перепадов температуры подвержены растрескиванию. Надежность таких конструкций снижается из-за использования резьбовых соединений.
• Теплообменники из стали пользуются наибольшей популярностью. Этот материал доступный и легко обрабатывается. Теплообменник делают из жаропрочной стали. Толщина стенок должна быть в пределах 3-5 мм. Отдайте предпочтение бесшовным трубам.

Важно! Поскольку сталь подвержена коррозии, нужно эксплуатировать агрегат при таких режимах, когда не образуется конденсат, а также никогда не сливать теплоноситель.

• Самые дорогие и лучшие теплообменники из нержавейки. Лучше заказать изготовление такого теплообменника на заводе и соединить отдельные детали аргонной сваркой.

Для изготовления стального теплообменника можно использовать профильные трубы прямоугольного и круглого сечения, металлический лист или комбинацию этих материалов.

Монтаж водяного контура

Если вы делаете дровяное отопление с водяным контуром, то при установке теплообменника в печь нужно придерживаться определенных правил:

1. Установку теплообменника можно производить только в специально предназначенную для этого печь. При реконструкции старого агрегата нужно обращаться к специалистам.
2. После изготовления теплообменник опрессовывают при давлении 6 бар. Только после этого его можно монтировать в печную конструкцию.
3. Тепловой обменник устанавливают сразу после изготовления фундамента, а кладку выполняют после этого.
4. Для компенсации температурных расширений при установке теплообменника вокруг него оставляют зазор с 1-1,5 см. Запрещено вплотную примыкать стенками печи к трубам обменника.
5. Место выхода трубопровода из теплового обменника не замуровывают. Здесь оставляют зазор в 0,5 см, который заполняют жаростойким уплотнителем. Длина выводов труб из печи должна быть не менее 100-150 мм для удобства повторной нарезки резьбы в случае повреждения контура.
6. При соединении трубопроводов, идущих из теплообменника, с отопительным контуром дома используют только жаропрочные уплотнители.

Как сделать печную конструкцию с водяным контуром своими руками

Если вы решили сделать печное отопление с водяным контуром в деревянном или кирпичном доме, то лучше всего воспользоваться проверенной временем конструкцией с габаритами 1,02х1,16х2,38 м и с теплообменником размерами 75х50х35 см, изготовленным из листовой стали. Теплообменник устанавливается в топливнике, поэтому конструкция подходит только для отопления дома и разогрева пищи.

Необходимые материалы и приспособления

Для работы подготовьте следующее:

• красный полнотелый кирпич – 710 штук;
• огнеупорный шамотный кирпич – 71 штука;
• одна топочная дверца размером 21х25 см;
• одна поддувальная дверца габаритами 14х25 см;
• одна дверца для очищения зольника размером 14х14 см;
• две колосниковые решетки габаритами 25х30 см;
• одна чугунная плита размером 71х41 см;
• теплообменник 75х50х35 см из листовой стали;
• печная задвижка размером 13х25 см;
• одна задвижка размером 13х13 см (для варочной камеры);
• металлический уголок 50х50х5 мм – 2 штуки;
• металлическая полоса 50х5 длиной 40 см (1 штука) и 98 см (2 штуки);
• один предтопочный лист габаритами 1х0,5 м.

Последовательность работ

На предварительном этапе нужно изготовить теплообменник из листовой стали, который имеет форму ящика, и опрессовать его. Также заранее подготавливают фундамент под печку из армированного бетона.

После этого приступают к порядовой кладке печной конструкции в таком порядке:

• Первый ряд – это сплошная кладка из красных кирпичей. Горизонтальность кладки проверяют по уровню. Для этого ряда понадобится 36 штук кирпича.
• При кладке второго ряда формируют основание зольника и монтируют дверцу этой камеры. Для работы понадобится 31,5 красный кирпич.
• Третий ряд выкладывается аналогично второму.
• При кладке 4-го ряда формируют камеру топливника, поэтому для работы помимо красного кирпича (21 штука) используют 11 шамотных кирпичей. Для установки колосниковой решетки в некоторых кирпичах делают специальные вырезы. В них укладывают решетки с зазором в 0,5 см для компенсации теплового расширения материала.
• На дно топливной камеры монтируют теплообменник.
• При выкладывании 5-го ряда вокруг теплообменника оставляют зазор в 0,5-0,6 см для возможности термического расширения стальной конструкции. Свободное пространство за теплообменником соединяют с горизонтальным каналом, на который устанавливают две дверцы для его чистки.

• В 6-10 рядах продолжаем выкладывать топку из шамотного кирпича и обкладывать ее дверцу, а также делаем выпуск трубы для подачи котла.
• В 11-ом ряду в кирпичах делают вырезы для установки варочной поверхности. Обязательно оставляют зазор для теплового расширения.
• В 12-15 рядах формируют из кирпича варочную камеру.
• При кладке 16-го устанавливают стальную полосу и уголок для формирования свода камеры, а в 18-ом ряду завершают формирование свода камеры установкой двух стальных полос. В 17 и 19 рядах устанавливают необходимые кирпичи для формирования фасада и свода варочной камеры.
• С 20 по 31 ряд выполняют кладку дымовых каналов печи, согласно выбранной схеме. В процессе выполнения кладки устанавливают необходимые задвижки и дверцы для прочистки.
• Кладка 32-34 ряда формирует перекрытие печи. В процесс выкладки кирпичей устанавливается дымовая задвижка.
• При выкладке 35 ряда формируется основание для установки надсадной трубы.

Теперь конструкция печи полностью готова. Остается установить дымоход, который проходит через перекрытие и крышу дома. Его высота в каждом случае определяется индивидуально и зависит от расположения относительно конька крыши.