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.
Виды бытовых печей из чугуна
Существует несколько разновидностей дровяных печек, изготовленных из специальной марки чугуна:
- простые отопительные (буржуйки);
- печи – камины;
- отопительно-варочные;
- источники тепла длительного горения.
Так выглядят буржуйки из чугуна
Печь — буржуйка чугунная – простейший и самый дешевый вариант дачного отопителя на дровах. Агрегат состоит из двух камер – зольной и топливной, разделенных колосниками. Сзади или сверху корпуса выведен патрубок для подключения дымохода, а подача воздуха осуществляется путем прикрывания дверцы зольника либо с помощью регулируемой заслонки.
К сожалению, чугунные печи — буржуйки нельзя отнести к эффективным средствам обогрева дачи или частного дома. КПД подобных агрегатов не превышает 40%. Это значит, что львиная доля тепла от сжигания дров попросту вылетает в дымоходную трубу.
В плане эффективности недалеко от буржуек ушли и чугунные печи для дома, сделанные в виде каминов. Они скорее выполняют декоративную функцию, нежели реально обогревают комнаты. Отличие от первой группы состоит в схожести с настоящим камином по форме топливника и передней панели, закрытой широким панорамным стеклом.
Варочная печка из чугуна снабжена плитой с конфорками, куда можно поставить посуду для приготовления и разогрева пищи. По конструкции она мало отличается от традиционной буржуйки, только в более продвинутых моделях варочная поверхность защищена от прямого воздействия пламени горизонтальной перегородкой.
Наиболее эффективны для отопления дачи чугунные печи длительного горения. Их конструкция модернизирована различными способами с одной целью – максимально отнять вырабатываемое тепло от дымовых газов и передать его в помещение. За счет этих усовершенствований, которые будут описаны далее, КПД отопителя возрастает до 60%.
Чугунные печи для обогрева дач и частных домов, предлагаемые разными производителями, могут комплектоваться дополнительными элементами, расширяющими их функциональность:
- водяным контуром, используемым для подключения 1—2 отопительных радиаторов;
- панорамным стеклом, позволяющим созерцать горение дров и вовремя подкинуть полено – другое;
- удобной заслонкой для регулирования потока воздуха;
- духовкой, дополнительным отделением для дров.
Устройство водяного отопления
Расширительный бачок закрытого типа в системе печного отопления с водяным контуром
Выбор печи и сооружение всей системы осуществляется еще на этапе планирования и возведения самого дома. Для большинства моделей требуется сооружение дополнительного фундамента. Отопление на основе печи с водяным контуром состоит из таких компонентов:
- печной конструкции;
- теплообменника (он располагается внутри топки или вокруг нее, а также в форме змеевика вокруг дымохода);
- контура с теплоносителем, радиаторов;
- расширительного бака, который лучше располагать на чердаке.
В отдельных случаях контур отопления оснащается циркуляционным насосом. Установка аккумулятора тепла позволит увеличить КПД печки.
Выбор труб
В печи трудно контролировать температуру воды, поэтому трубы выбирают металлические
Использование печи с водяным контуром для отопления дома предусматривает применение радиаторов и труб. Подходят не только чугунные или стальные элементы, но и металлопластиковые, полипропиленовые. Однако тут есть некоторые особенности. Так как для отопления используются дрова и присутствует открытое пламя, жидкость в змеевике может закипеть. В таких условиях металлопластиковые трубы не выдерживают длительное время. Лучше применять изделия из нержавеющей стали.
Еще одной причиной выбора металлических труб является то, что патрубки, которые выходят из печи, сильно разогреваются. В таких условиях пластиковые изделия расплавляются. Трубы, которые подсоединяются непосредственно к патрубкам, должны иметь диаметром 3 см. Для остальных элементов этот показатель составляет 2 см.
Выбор печки
Универсальная печь с варочной поверхностью и отопительным контуром
Выбрать отопительный прибор можно с учетом технических параметров и назначения устройства. По второму признаку устройства бывают:
- Для отопления. Вырабатываемая тепловая энергия идет только на обогрев помещений. В печи такого типа устанавливается бак-теплообменник.
- Для приготовления пищи и обогрева жилья. Конструкция аппарата предусматривает дополнительный отсек. Над топочной камерой расположена духовая. Теплообменник может располагаться по бокам топки. На небольших печках может присутствовать только конфорка.
Из технических характеристик учитывается площадь дома, используемое топливо и материал изготовления. Первый параметр предусматривает, что на каждые 10 кв.м. площади сооружения требуется 1-1,2 кВт энергии. При этом высота потолка 2,5-2,7 м.
В виде топлива применяется уголь, торф, пеллеты, дрова. Все они имеют различные характеристики: при сгорании одного и того же объема выделяется разное количество тепла. Также учитывается стоимость топлива и его доступность.
Для изготовления печи используются следующие материалы:
- Кирпич. Такой вариант имеет большой вес и габариты, поэтому требует дополнительного фундамента при обустройстве. Данная конструкция отдает тепло равномерно и долго. Для кладки печи-камина нужен специалист. Однако кирпичная кладка идеально вписывается в любой интерьер, создает особую атмосферу и уют.
- Чугун. Для этого материала характерен быстрый нагрев, но он тяжелый и более хрупкий, чем другие. Тут не требуется сооружение отдельного фундамента.
- Сталь. Представленный вариант пользуется популярностью, так как он легкий, долговечный. Теплоноситель в нем нагревается быстрее.
Теплообменник для топки
Теплообменник самодельный для кирпичной печи
Теплообменник – основной элемент печи, поэтому к выбору нужно подходить ответственно. Он может монтироваться в топку, но всегда существует риск утечки теплоносителя. Безопасным вариантом является монтаж теплообменника в колпак дымохода. Данный элемент имеет разную форму и материал изготовления:
- Из листовой стали. Его можно устанавливать прямо в топку. Толщина материала – 3-4 мм. К нему подводится 2 трубы. Верхняя должна подключаться в самой верхней точке обменника. Внутренний зазор этого элемента не должен быть меньше 3 см. В этом случае можно избежать закипания теплоносителя.
- Из труб. Элементы могут быть круглыми или прямоугольными. Трубу тоже разрешается устанавливать в топке. Все зависит от конструкции печи. Главным требованием является установка теплообменника так, чтобы он не загораживал дверцу, а закладка дров была свободной.
- Плоский регистр. Такой вариант чаще устанавливается в дымоходном канале. Теплообменник может прослужить долго, так как он не эксплуатируется в агрессивных условиях. Имеет большие размеры.
Правильный выбор теплообменника обеспечит максимальную производительность печки.
Конструкция и особенности печей с водяным контуром
Печи для дома с водяным отоплением – это простые отопительные агрегаты, созданные для обогрева частных домовладений и дач. Они отличаются наличием теплообменника, к которому подключается отопительная система, распределяющая тепло по комнатам. В основном помещении, где установлен агрегат, обогрев ведется за счет собственного тепла – батареи в большинстве случаев здесь не ставятся.
Традиционные печи, лишенные водяного контура, прекрасно справляются со своими обязанностями в однокомнатных домах. Излучаемое ими тепло хорошо прогревает жилые комнаты, даря потребителям вожделенное тепло. Но если стоит задача обогреть многокомнатную постройку, то возникает проблема – воздух является не самым удачным проводником тепла. Поэтому в других комнатах будет прохладно – не гонять же нагретый воздух вентиляторами.
Пока не появились первые печи с водяным контуром для отопления частного дома, проблема решалась двумя способами:
Принцип работы подобной системы сможет понять даже далекий от темы человек, а вот правильно смонтировать такое – только опытный профессионал.
- Постройкой печи, стенки которой выходят сразу в несколько обогреваемых помещений. Классический пример обогрева четырехкомнатного дома – печка в центральной части. Тем самым достигается прогрев всех помещений;
- C помощью воздуховодов – в конструкции домовладений создавались воздушные каналы, по которым теплый воздух проникал в другие комнаты.
Оба способа не лишены определенных недостатков. Например, дровяные печи, выходящие сразу в несколько комнат, должны быть заложены еще на этапе постройки домовладения. Что касается воздуховодов, то они быстро засоряются пылью, паутиной и прочим непонятно откуда берущимся мусором – все это потом оказывается в воздухе и в наших легких.
Печь на дровах, оснащенная водяным контуром, помогает решить данную проблему. Она состоит из следующих частей:
- Камера сгорания – здесь происходит сгорание древесного топлива с образованием большого количества тепла;
- Дверки зольника и камеры сгорания – через них осуществляется загрузка топлива и удаление образовавшейся золы;
- Дымоход – через него удаляются газообразные продукты сгорания;
- Теплообменник – это ключевая часть водяного контура.
Теплообменник в большинстве случаев выполнен по жаротрубной схеме, которая хорошо работает с живым пламенем от дров.
К печи для водяного отопления дома подключается отопительная система, состоящая из труб и радиаторов. Очень часто система выполняется по замкнутой схеме, что позволяет защитить ее от воздействия коррозии. Для улучшения циркуляции теплоносителя по помещениям задействуются циркуляционные насосы.
Печь котел с водяным контуром на твердом топливе – это идеальный выбор для обогрева многокомнатных загородных домовладений и дачных домиков.
Преимущества и недостатки печного отопления
Традиционное отопление через печку имеет как свои достоинства, так и недостатки. Традиционные печи можно встретить даже в самых современных домах. Печные отопительные системы можно использовать в частных домах или коттеджах, в загородных домах или на даче. Среди достоинств такой отопительной системы можно выделить следующие:
- Простой и быстрый монтаж. Традиционную печь можно возвести из недорогих и вполне доступных материалов.
- Простота в эксплуатации и обслуживании.
- У такой отопительной системы высокий показатель КПД. Если отопительная система спроектирована максимально правильно, то этот показатель может достигнуть отметки в 60%. Значение такого КПД почти аналогично с КПД прибора, который работает на топливе жидкого типа.
- Современное печное отопление можно комбинировать с таким прибором, как камин. Таким образом, мы получим не просто конструкцию для обогрева, но и декоративный элемент.
- Посредством печного отопления в доме можно создать уютную и комфортную атмосферу.
- Благодаря таким компонентам печи, как заслонки, можно регулировать температурный режим в доме.
Печь выступает важным элементом в интерьере дома
Система дровяного отопления имеет и свои недостатки. Скрыть такие недостатки будет неправильным, так как их нужно учесть во время организации печного отопления:
- Теряется значительная часть полезной площади. Более эффективная печь имеет большие размеры, а значит – и свободного пространства в помещении останется меньше.
- Для того чтобы печь разогрелась до необходимой температуры, требуется некоторое количество времени. Момент розжига печи еще не означает то, что она уже начинает раздавать тепло в помещение.
- Печь быстро загрязняет помещение, в котором она находится. Это означает, что его нужно будет периодически убирать.
- Печное отопление не способно обогреть дом равномерным образом. Возле печи температура всегда будет выше, чем в других частях зданиях.
- Если такую систему эксплуатировать неправильным образом, то есть риск отравиться окисью углерода.
- Опасность возгорания является более высокой.
Разжигание печки является длительным процессом
Изготовление
Для изготовления металлической буржуйки потребуется сварочный аппарат. Кирпичная печь долгого горения возводится по принципу кладки стен дома.
Необходимо:
- определить параметры печи, рассчитав размер топочного отверстия;
- рассчитать угол наклона дымоотвода;
- подсчитать количество материалов.
Выбрать форму печи:
- круглую;
- квадратную;
- прямоугольную.
Для круглых металлических аппаратов применяют трубу, бочку из металла. Диаметр должен быть не менее 30 сантиметров, толщина стенок в 5 миллиметров. Для прямоугольных водяных нагревателей нужен листовой металл. Труба изготавливается диаметром не меньше 10 сантиметров.
Если речь о кирпичной печи долгого нагрева, конструкцию чаще делают квадратной или прямоугольной, выкладывая кирпичи согласно составленному предварительно проекту.
Очередность монтажа следующая:
- возводят основную часть из кирпича, металла;
- к конструкции фиксируют водяные трубы, радиаторы;
- монтируют трубы для отвода дыма.
Действовать нужно внимательно, нельзя забывать о вентиляции.
Фото печи с водяным контуром
https://youtube.com/watch?v=aUj_c4Eb9Bk
Также рекомендуем просмотреть:
- Твердотопливные котлы
- Экран на батарею отопления
- Дымоходы для газовых котлов
- Двухконтурный газовый котел
- Воздух в системе отопления
- Нержавеющие дымоходы
- Газовые котлы для дома
- Печь-камин
- Циркуляционный насос
- Теплый пол своими руками
- Терморегулятор на батарею
- Отделка камина
- Давление в системе отопления
- Конвекторный обогреватель
- Газовое отопление в частном доме
- Обогреватель для квартиры
- Пиролизный котел
- Подключение радиаторов отопления
- Тепловая пушка
- Краска для батарей
- Инфракрасный теплый пол
- Инфракрасный обогреватель
- Дымоход для печи
- Водяной теплый пол
- ИБП для котлов
- Котельные в частном доме
- Мощность котла отопления
- Плинтусное отопление
- Чистка дымохода
- Отопление частного дома
- Электрокотел
Устройство и функционирование топки для камина с водяным контуром
Благодаря своим основным функциям топка имеет конструкцию, которая в значительной степени отличается от устройства обычной печи, в которую встроен теплообменник. Принцип работы устройства, предназначенного для камина, заключается в следующем:
- топочная камера нагревается постепенно во время сгорания дров или угля;
- Теплоноситель циркулирует в контуре и нагревается от воздуха, поднимающегося в топке кверху;
- Нагретая вода поступает в систему отопления, отдавая свое тепло приборам, которые и нагревают пространство в доме.
Остывший теплоноситель возвращается обратно в водяной контур. Обеспечивают все эти показатели пустоты, которые располагаются внутри топки – они также заполняются теплом, обеспечивая беспрерывный нагрев воды или антифриза внутри контура.
Благодаря этому показатели по теплоотдаче намного выше, чем при использовании обычного камина или небольшой печки. Именно поэтому топка может использоваться в качестве единственного источника тепла в помещении.
Для того чтобы достичь максимальных показателей по обогреву или протопить большой дом, затратив минимум ресурсов, рекомендуется применять систему «топка-котел».
В этом случае прогрев помещений будет происходить беспрерывно, так как во время отсутствия в доме людей основную работу возьмет на себя котел, а в период, когда в доме кто-то находится, задействуется каминная топка.
Камины с топкой с водяным контуром
- Возможность подбора оптимальных показателей мощности;
- Равномерное отопление больших и маленьких помещений;
- Эффективная работа при любой схема монтажа.
Если трубопровод для водяного отопления уже существует, то для того чтобы установить топку, достаточно просто подключить ее, ничего не потребуется менять местами или добавлять в конструкцию.
Установка и подключение топки с возможностью использования воды в качестве дополнительного источника тепла, не займет много времени, если ее будет производить профессионал, поэтому для надежности следует обратиться в мастерскую или изучить соответствующую литературу, если выбран самостоятельный вид монтажа.
Начать эксплуатацию конструкции можно будет после полного подключения и проверки.
Таким образом, для того чтобы в помещении даже зимой было жарко, не обязательно тратить большие суммы денег на обогрев. Достаточно будет установить в доме топку с контуром для водяного отопления и наслаждаться комфортной температурой в любое время года.
Россия позволяет наслаждаться разными периодами – теплым летом или холодной зимой, но в доме, оборудованном камином, всегда будет приятно и уютно, поэтому приобрести и установить эту конструкцию необходимо каждому, кто любит загородную жизнь. Топки, на которых указано Россия, учитывают все особенности климата.
Как изготовить печь-буржуйку своими руками
Прежде всего, нужно сформулировать понятие «буржуйка». Как повелось изначально — это тепловой агрегат, изготовленный из металла для использования твёрдого топлива. Как правило, используются дрова. Для отвода печных газов устанавливается металлическая труба, выводимая наружу через стену или форточку.
Преимуществом такой конструкции является быстрый нагрев стенок с последующей теплоотдачей в окружающее пространство. Недостаток состоит в том, что при прекращении подачи дров в топку, печь быстро остывает, и приходится дополнительно их подкладывать, чтобы сохранить температуру в помещении. За ночь таких операций приходится выполнять несколько.
Буржуйки могут быть различного назначения
Принцип работы
Печи отопительные с водяным контуром изготавливаются из стали или чугуна. Они предполагают функционирование под паровым давлением. Котёл устанавливается в печном топливнике и к нему подключают водяное отопление. Радиатор изготавливают из металлических труб или листовой стали толщиной 0,3-0,5 см. Более популярен стальной теплообменник, поскольку его обслуживание не составляет особого труда (стальные листы легко очистить от продуктов сгорания), а циркуляция воды равномерна. Преимущество котлов из труб состоит в большей площади нагрева, а также в возможности установить над трубами плиту для приготовления еды. Работа такой системы обогрева состоит в том, что разогретые газы проходят через каналы ёмкости нагревания и отдают тепло жидкости. Существуют печи с несколькими резервуарами нагревания. В первой ёмкости вода нагревается, а во второй нагревание усиливается и образовывается пар.
Существует несколько видов печей отопительных с водяным контуром, функционирующих на торфе, дровах и другом твёрдом топливе:
- чугунная – обеспечивает высокий уровень теплообмена;
- дровяная – имеет меньший уровень теплообмена, но оборудована стальной топкой, которая более прочная и износостойкая;
- кирпичная – надёжная система обогрева, основной недостаток которой в том, что установка печи отнимает много времени и сил;
- булерьян – цилиндрическая печь, которая работает по принципу тления.
Чугунная печь
Такая модель выдерживает резкие температурные перепады, а также имеет больший срок эксплуатации, нежели стальные аналоги. Так, аккумуляция тепла больше на 8%. В чугунную печь вмонтирована «водяная рубашка», изготовленная из стальных профилей. У каждой из 4 ножек такой печи имеется шуруп, который позволяет регулировать устройство, т.е. выравнивать его при установке печки. Благодаря индивидуальной подгонке к дверце, обеспечивается непроницаемость печи. Чугунная печь – находка для тех, кто желает отопить всего одну комнату. В этом случае радиаторы не понадобятся, ведь источаемое топкой тепло равномерно распределяется по помещению.
Чугунные печи для дачи
Советуем вам посмотреть наш подробный обзор моделей чугунных печей для дачи и дома, подробности тут
Дровяная печь
Это стальная конструкция, между стенками которой проходят трубки котла. По ним циркулирует около 40 литров теплоносителя. Нагревание происходит в результате сгорания твёрдого топлива и высвобождения энергии
Выбирая систему отопления для своего дома, важно учесть мощность печи. Этот показатель зависит от габаритов камеры сгорания
Мощность топки выше, если в камеру помещается больше топлива. Расчёты мощности происходят по такой формуле: 1 кВт мощности тратится на обогрев 10 кв. м. помещения.
Печи для отопления на дровах
Устройство, обзор моделей и технических характеристик дровянных печей отопления. Узнать подробнее можно тут
Кирпичная печь
Кирпичные печи при минимальных затратах могут обогреть до 100 кв. м. площади. При этом достигается оптимальный температурный уровень в помещении. Кирпичная печь с водяным контуром работает по тому же принципу, что и котёл на твёрдом топливе. Отличие состоит в том, что в кирпичной печи нагреваются все “участники” обогрева комнаты: жидкость, стенки и дымовые каналы. В процессе топки тепло передаётся к радиаторам, сама же печь источает тепло буквально до самого остывания.
Как сделать кирпичную печь для дома
В этой статье мы подробно разбираем устройство, схему кладки и порядовку отопительной, кирпичной печи. Ознакомится с этим можно здесь
Булерьян
Такая печь представляет собой круглый корпус, внутреннее пространство которого делится на две части. Нижний уровень – топка, куда кладут и где разжигают дрова. Второй уровень заполняется горячими газами – продуктами сгорания и тления дров. Изогнутые трубы опоясывают и сам цилиндр печи. По этим трубам в устройство поступает холодный воздух. В топке он сталкивается с горячим контуром, в результате чего образовывается быстро перемещающийся поток воздуха. Он на большой скорости вырывается во внешнее пространство и выводит с собой тепло топки.
Печь булерьян
Делаем контур для стальной печки
Чтобы изготовить теплообменник самоварного типа на дымоход, подберите 2 трубы: одна по диаметру должна равняться размеру патрубка печки, а вторая – на 3—4 см больше (например, 102 и 133 мм).
Самодельный теплообменник самоварного типа
Дальше действуйте в таком порядке:
- Определите теплообменную площадь, как описано в предыдущем разделе, после чего отрежьте обе трубы по расчетному размеру.
- В кожухе водяной рубашки проделайте 2 отверстия 20—30 мм и приварите к ним патрубки подачи и обратки с резьбами.
- Вставьте одну трубу в другую и сварите между собой, сделав перемычки из стальной полосы. Из нее же изготовьте верхнюю и нижнюю крышку для самодельного водяного контура.
- Проверьте агрегат на герметичность и установите на дымоход как можно ближе к масляной или дровяной печи. Больше подробностей об изготовлении показано на видео.
В отличие от внутренних водяных контуров, экономайзер без проблем подключается к различным системам отопления – с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя
Во втором случае важно выполнить уклон магистралей 2 мм на 1 м. п
трубы и поставить в верхней точке открытый расширительный бак.