Как сделать отопительно-варочную печь с котлом водяного отопления

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления является отличным вариантом для частного дома или бани. Устройство экономично в использовании, имеет высокую производительность и теплоотдачу. Это позволяет обогревать помещение с небольшой площадью за относительно короткое время. Отопительно-варочную печь с котлом водяного отопления можно сделать самостоятельно, без привлечения специалистов.

Конструкция и принцип действия

Печь с водяным контуром достаточно быстро нагревает помещение благодаря теплоносителю. Это может быть вода или другая жидкость, которая движется в системе. Нагревается она теплом от самой печки. Таким образом и функционирует система.

Чтобы система могла работать, в обязательно порядке необходимо устанавливать металлическую ёмкость, которая будет выполнять функции теплообменника. Выглядит она как обычный резервуар со штуцерами с подведёнными к ним трубкам. Современные прототипы таких устройств делаются из металла и огнестойкого кирпича, может оснащаться различными декорациями сверху, цветной плиткой и т. п.

Конструкция может выполняться двумя способами:

  1. 1. Теплообменник находится в топке. Такая конструкция предназначена для обогрева больших площадей, отличается продолжительной работой и долговечностью. Но есть и недостатки. К ним можно отнести близкое расположение к огню, что способствует прогоранию металлических частей. Если не очищать дымоход от сажи, то КПД постоянно будет падать.
  2. 2. Теплообменник в дымоходе. Простота в использовании и эксплуатации, высокая производительность и продолжительный срок службы у этого агрегата тоже есть. Но обогреть большие помещения вряд ли удастся с помощью такого устройства.

Как работает система

Простейший водяной контур — с естественной циркуляцией потока воды. Его основа — простое физическое явление: расширение жидкостей при их нагреве. Узлом, создающим давление, является расширительный бак (емкость для сбора воды), устанавливаемый в чердачном помещении, мансарде.

Водяной контур — это замкнутая система. Котел нагревает находящуюся в ней воду и она, расширяясь, направляется по трубе в накопительную емкость. Движение осуществляется под давлением, создаваемым постоянно поступающей в котел остывшей водой, прошедшей через всю систему. Кипяток из расширительного бака самотеком направляется вниз по трубам, ведущим к батареям. Отдав тепло, возвращается в бак и снова нагревается.

Значительно увеличить давление в системе, ускорить циркуляцию теплоносителя поможет установка насоса. При средних температурах воздуха на улице, его можно отключить и контур будет функционировать на естественном движении воды. Это позволит сэкономить на счетах за электроэнергию. Вода в насос поступает при закрытом обратном клапане. Отключая его (оставляя открытым), весь объем теплоносителя направляют в обход насоса.

Как работает система

Такую печь можно загружать не только дровами или каменным углем. При использовании альтернативных видов топлива существует возможность усложнить строение системы, дополнив ее:

  •   баком для хранения гранул;
  •   механизмом, подающим паллеты в топку (пневматическим или шнековым).

Облегчить эксплуатацию печи можно путем установки автоматической системы регулирования ее работы, принудительной вентиляции.

Вид камина и его обогревающая мощность

Данные камины различаются своим внешним видом, лицевая сторона имеет разную модификацию. Дверца может иметь:

  • прямое;
  • панорамное;
  • призматическое стекло.
Вид камина и его обогревающая мощность

Эти обогревательные приборы изготавливаются разной мощности, такой как 12,15,19, и 24кВт. Их подбирают в зависимости от размеров отапливаемого помещения. Для определения необходимых параметров нужно учитывать, что 1кВт равен 10м2 отапливаемой площади.

*Камин с водяной рубашкой относят к гидросистеме закрытого типа. В отличие от одностеночного термокамина, у него имеются двойные стенки, в пространстве которых располагаются волнообразные теплообменники.

Его присоединяют к гидросистеме трубного отопления, что позволяет этому отопительному прибору стать основным элементом для обогрева дома, а ещё его используют как водосогревающее оборудование для всех комнат.

Конструкция с водной рубашкой имеет разные схемы подсоединения – открытую или закрытую.

Вид камина и его обогревающая мощность
  • Открытая система создаётся под давлением около полторы атмосферы и толщина стенки присоединенной трубы должна быть не менее 4 мм.
  • Закрытая система изготавливается таким образом, чтобы выдержала давление – 2,5 бар и стенка должна толщиной не менее 6 мм.
Читайте также:  Как правильно врезать электрокотел в систему отопления?

Установка котла

Печь Кузнецова с водяным отоплением

Если ваш выбор остановился на комбинированной системе, то на некоторые нюансы необходимо обратить особое внимание. Печи кузнецова с водяным отоплением могут быть выполнены в различных вариантах. Это зависит, в первую очередь, от используемых материалов или от того, к какому типу относится главный компонент отопительной системы. Также не стоит забывать о том, что необходимо соблюдать некоторые строительные требования или технические нюансы, так как даже незначительная ошибка может привести к неисправности всей системы отопления.

Установка котла

Котел нужно монтировать таким образом, чтобы он полностью был размешен в топке. Котел должен быть изготовлен в П-образной форме, а основным материалом для изготовления должно быть листовое железо или трубы. Все компоненты котла являются пустотелыми, так как их главное предназначение – это отбор тепла.

Рекомендуем к прочтению:Печь с котлом водяного отопления

Внимания требуют и такие нюансы как:

  • Габариты. Некоторые по ошибке полагают, что для обогрева большого дома требуется и крупногабаритное устройство. Однако это далеко не так. Чтобы обогреть дом с площадью, равной примерно 200 кв. метров, нужен котел с такими размерами, как 75х50х30 см. Можно повысить производительность котла на 50%, если установить насос. Такое устройство необходимо, чтобы обеспечить принудительную циркуляцию теплоносителя.
  • Котел. Форма этого устройства сделана таким способом, чтобы обогревать как можно большую поверхность. Котел нужно установить в самом центре очага. Если соблюдать данное условие, то можно добиться максимальной эффективности работы печки с водяным отоплением.
Установка котла

Котел из труб размешают в центре печи

  • Некоторые особенности. Важно, чтобы между поверхностью эконом печи водяного отопления и стенками котла остался хотя бы небольшой зазор. Наиболее оптимальным расстоянием зазора будет 5-6 мм.

Строительство отопительного устройства с водяной рубашкой

Особенности кирпичной кладки

Водяной контур можно интегрировать как в отопительную печь, так и в отопительно-варочную. В обоих случаях технология кладки кардинально отличаться не будет. Формируется топка и зольник, дымовые каналы и труба аналогичного сечения, применяются стандартные дверцы, шиберы и варочные плиты. Основное отличие заключается в увеличенных размерах топочной камеры, где должен поместиться теплообменник и должно остаться место для полноценной загрузки дров. Если змеевик располагается в другом месте теплогенератора, тогда топочная камера тоже остаётся без изменений.

Иногда регистры врезают прямо в кладку ядра

Важно! Между водяной рубашкой и кирпичной кладкой должен оставаться зазор порядка 10-12 мм, чтобы при температурном расширении металл не распирал печку, и горячие газы «облизывали» теплообменник со всех сторон.

Для возведения основного массива и трубы используется полнотелый печной кирпич и глиняный раствор. Чтобы защитить стенки топки, создаётся ядро из шамота и огнеупорного раствора, которое не перевязывается с рядовой кладкой.

Применение теплообменника

Важным узлом печи для водяного отопления дома является теплообменник, его часто называют: «регистр», «водяная рубашка», «котёл», «змеевик». Это изделие из металла (в основном из стали, хотя есть и заводские чугунные модели), которое устанавливается внутри топки, либо в полостях по пути отвода дымовых газов. В отопительно-варочных печах теплообменник может служить основанием для установки чугунной кухонной плиты.

Варианты теплообменника из труб и листа

Данный элемент приходится изготавливать под заказ. Для изготовления, как правило, используются стальные трубы с толстыми стенками (от 3 мм), диаметром 40-50 мм. Также для съёма тепла можно сварить водяную рубашку из листовой стали. Обычно это короб П-образного сечения, который ставится внутри топки и является её стенками.

Важно! Считается, что установка теплообменника в дымообороте предпочтительнее, чем в топке. В этом случае ничто не мешает процессу горения, а металл змеевика будет служить дольше из-за более щадящего режима эксплуатации.

Змеевик находится вне топки, прямого контакта с огнём не будет

Печные теплообменники

Для устройства такого рода отопления в топочную камеру устанавливают регистр и подключают последний к контуру. Существует много конструкций регистров, но все они должны обеспечивать максимальный нагрев рабочей жидкости и хорошую ее циркуляцию.

Возможно, Вас заинтересует информация-схема отопления ленинградка

Печные теплообменники

Более просты в изготовлении змеевики из листовой стали (толщина – от 3 до 5 мм), да и очищать их от сажи намного легче. Но площадь их нагрева, если сравнивать с трубными изделиями, меньшая.

Зачастую теплообменники изготавливаются мастерами, специализирующимися на отопительных системах. Но при наличии навыков работы со сваркой с этим можно справиться и своими силами. Как вариант – можете подготовить требуемые детали, а сварочные работы доверить опытному сварщику.

Регистр из труб

Схема одного из самых эффективных вариантов теплообменника для печи приведена ниже. Его использование целесообразно в конструкциях с варочными поверхностями, поскольку он позволяет поставить над собой плиту для приготовления еды.

Печные теплообменники

Чтобы упростить процесс изготовления, можете несколько изменить конструкцию: вместо П-образных труб ø5 см применить профильную трубу 6х4 см. В таком случае вырезать отверстия для вертикальных труб будет намного проще, равно как и провести сварочные работы. Сами вертикальные трубы можете оставить круглыми, а можете использовать вместо них прямоугольные – 3х3 см либо 4х4 см. Что такое конвектор, Вы можете прочитать в нашей статье.

Если регистр будет устанавливаться в печь без варочной поверхности, то к верхней П-образной трубе можно приварить еще несколько горизонтальных трубок ø3-4 см в целях повышения КПД регистра. Есть и другой вариант- установить конвекторный обогреватель –или изготовить конструкцию из Г-образных труб, показанную на изображении ниже.

Здесь вода из отопительной системы будет подаваться в нижнюю часть прибора (диаметр труб – 4-5 см, толщина стенок – порядка 4 мм), нагреваться и постепенно подниматься по вертикальным трубкам такого же сечения в верхнюю коллекторную трубу, из которой, соответственно, обратно в магистраль.

Водяная рубашка из стальных листов

Печные теплообменники

Эта конструкция используется в отопительных печах. Для ее изготовления потребуется:

  • листовая сталь толщиной в 3-5 мм;
  • отрезки трубы ø4-5 см (чтобы подводить/отводить рабочую жидкость);
  • труба из прямоугольного профиля размерами в 4х5 см.

Обратите внимание! Вы можете изменить длину прибора, если того требуют размеры топливника.

Регистр из стали

Печные теплообменники

Визуально это сплошная П-образная конструкция их листового металла. Теплообменные поверхности в ней – это все внутренние стенки.

Есть и другой вариант изготовления регистра из листов стали – сделать его без верхней полки, оставить только боковые, соединенные в верхней и нижней части прямоугольными трубами 4х6 см или круглыми ø5 см (этот вариант называют «книжкой»). Хотя во фронтальной части изделия можно использовать и меньшие трубы в целях улучшения циркуляции.

Регистр из стали

Читайте также:  Дрова для камина: какие лучше, размер, какими дровами топить камин

Отметим также, что при желании водяную рубашку можно установить даже в русскую печь. Итог всегда будет один – повышение КПД и равномерное распределение вырабатываемого тепла.

Печные теплообменники

Вариант «книжка»

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома своими руками

Добавление к печному обогреву контура для нагревания воды может не только существенно повысить КПД печи, но также помочь более равномерному распределению тепла в частном доме, а топливо в таком случае будет расходоваться оптимально.

Более того, печь с водяным контуром позволяет скомбинировать преимущества двух видов отопления дачи: печного и основанного на горячей воде. Существенная экономия затрат на топливо дополнительно приукрашивается возможностью создать печное отопление с водяным контуром своими руками.

Характеристики системы

При традиционном типе обогрева помещения (например, с помощью каменной печи) дисперсия тепла происходит неоднородно – около печи воздух нагревается сильно, а дальше идет градация температуры вплоть до холода в дальних углах помещения.  

Кирпичные же печи с водяным отоплением используют теплообменник, устроенный в топливном отсеке, чтобы рационально разделять тепловую энергию между всеми зонами жилища, что способствует увеличению КПД.

Плюсом к этому идет возможность обогрева сразу нескольких помещений, вплоть до целого дома. К тому же, печь с теплообменником не только играет роль обогрева дома, но и применяется как варочная аппаратура, поскольку приспособление для обмена тепла может монтироваться внутри плиты на кухне дачи.

Применение водяного контура превращает печку в котел, работающий на твердом топливе. Отличается от обычных котлов такая конструкция лишь тем, что кроме воды нагревается еще и сама печь, также участвующая в системе обогрева помещения.

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома своими руками

Печь с водяным отоплением обеспечит передачу энергии от теплообменника к батареям отопления во время топки, а когда огонь в печи уже не горит, отопительные кирпичи будут отдавать свое тепло воздуху в доме.

Читайте также:  Как сделать декоративный камин своими руками пошаговая инструкция

Отопительные печи подобного рода все чаще используются в деревнях и селах, где нет центрального газоснабжения, и отопление печью является единственным выходом.

Печное отопление с водяным контуром не требует дорогих отопительных котлов и закупки недешевого горючего.

Хороши такие печи и при установке в дачных домах.

Основной минус такой печи – это уменьшение объема топки за счет монтажа обменника тепла. Для компенсации этого факта применяется уменьшение размеров теплообменника и, соответственно, увеличение объема печного пространства, а также установка печи длительного горения.

Другой недостаток – ослабленный нагрев корпуса печи из-за траты энергии горения на кипячение воды. Таким образом, наиболее сильно прогревается верх – там, где материал корпуса вбирает в себя тепло от горячего дыма.

И третий минус – замерзание теплоносителя в трубах при расположении системы в редко используемых домах, таких как дачи.

Способы циркуляции теплоносителя

Вода в контуре системы печного отопления продвигается тремя способами:

  • естественным – за счет уклона трубопровода и разности плотности теплоносителя в холодном и подогретом состоянии;
  • принудительным – с применением циркуляционного насоса;
  • комбинированным.

В первом случае, выходящий из регистра патрубок располагается на высоте около 1,5 метров. За ним размещается труба, называемая коллектором разгона. Основной трубопровод монтируется с уклоном не менее четырех градусов в сторону движения воды, обеспечивая естественную циркуляцию теплоносителя по трубам.

Недостатком естественной циркуляции является небольшой радиус охвата площади отопительной системой, составляющий не более 30 метров, что позволяет обогревать небольшие одноэтажные дома.

Принудительное перемещение теплоносителя по трубам увеличивает эффективность работы системы отопления и обеспечивает достаточно быстрый прогрев помещений по всему дому. Но в случае перебоев с электричеством циркуляционный насос функционировать не сможет, а это повлечет за собой закипание воды в теплообменнике.

Наиболее оптимальным вариантом считается комбинированная система продвижения воды по трубам. Подобная схема подразумевает укладку труб под наклоном с параллельной установкой циркуляционного насоса. Теплоноситель, в этом случае, при наличии электроэнергии будет перемещаться принудительно, а при ее отсутствии – естественно.

Основные виды

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

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Монтаж печи

Монтаж печи обычно доверяют мастеру, потому что не имея опыта сложить грамотную конструкцию самостоятельно вряд ли получится.

Размер печи зависит от площади дома — чем больше дом, тем больше должна быть печь. Если вес печи превышает 750 кг, то в том месте, где она будет выложена, необходимо подготовить специальный фундамент. От основного фундамента печной постамент должен быть отделен зазором, заполненным песком. Важно также сделать правильную термоизоляцию пола в этой части.

Монтаж печи

Монтаж отопительной печи с водяным контуром

Печное отопление с водяным контуром — одно из самых практичных и дешевых решений обогрева частного дома. При всей своей эффективности монтаж такой системы не требует больших материальных затрат, кроме того, данный вид отопления может привнести изюминку в дизайн вашего дома.