Печь для дома с водяным отоплением – металлическая или кирпичная

Особенности эксплуатации печки с водяной рубашкой

1. Желательно установить в гидросистему датчик температуры и давления.
2. Необходимо регулировать тягу в колосниках и в дымоходе.
3. Водяной контур в обоих типах теплообменников нужно снабдить расширительным бачком.
4. Водяная система магистрального типа нуждается в циркуляционном насосе, установленном на обратке, т. е. на нижней трубке.
5. Устройству с ёмкостным баком необходим циркуляционный насос, если диаметр отводов меньше 75 мм.
6. Необходимо предусмотреть место слива воды.
7. Нельзя топить печь без воды — теплообменник может прогореть.
8. После эксплуатации необходимо сливать воду.

Изменение температуры в теплообменнике происходит за счёт скорости горения печи. Тепло переходит в излучение, вода нагревается в дымоходе, а ещё через полчаса и в трубах. Система инерционна из-за высокой теплоёмкости воды, поэтому нужен большой запас топлива.

Буржуйка — огнеопасная конструкция, необходимо завести и разместить рядом огнетушитель и багор.

При регулярном использовании нужна чистка дымохода. Появление слоя сажи в 2–3 мм снижает тягу и уменьшает теплоотдачу.Можно разбирать дымовую трубу и чистить её ершом, но это трудоёмко и не всегда возможно. Если буржуйка эксплуатируется ежедневно, то следует чистить дымоход огнём:

• раз в неделю протапливать печку осиновыми дровами. У осины высокая температура горения, которая сжигает сажу в дымопроводе. Подкладывать понемногу, после основного розжига;
• после разжигания огня вместе с дровами добавлять хорошо просушенные картофельные очистки. На одну засыпку требуется примерно половина ведра. Достаточно делать это раз или два раза в неделю и дымоход будет чист от сажи. Этот метод не сработает, если дымоход уже зарос слоем сажи в 1–2 см, в этом случае очистки только размягчат сажу, а счищать её со стенок трубы придётся ершом или металлическим скребком;
  

  Сжигание картофельных очисток вместе с дровами защищает дымоход от образования налёта сажи

• использовать специальные дрова или гранулы, которые добавляются в топку во время горения. Самое известное средство — «полено Трубочист». Его сжигают вместе с дровами примерно один раз в полгода. Лучше всего класть его на горячие угли, оставшиеся после топки печи. Отличительной особенностью этого изделия является то, что оно продолжает действовать в течение двух недель после применения, постепенно размягчая сажу на стенках трубы.
  

  Полено сгорает в печи примерно за 1,5 часа и действует потом в течение двух недель, размягчая и удаляя сажу со стенок дымохода

Основными мероприятиями по ремонту печи являются:

1. Ремонт трубы. Труба дымохода — самое слабое место у буржуйки. Если она прогорает — её нужно менять.
2. Ремонт теплообменника. Магистральный теплообменник можно снять, отпаяв его от корпуса печи. А вот ёмкостной контур придётся сваривать заново через несколько лет.
3. Устранение дефектов корпуса печи. Если прогорает стенка или задняя поверхность, обычно на этот участок наваривают металлическую заплату. Щели можно заварить обрезками металлических прутов.

Все операции довольно просты и понятны, поэтому обслуживание печи-буржуйки не доставит больших проблем.

Главным недостатком классического печного отопления является неравномерное распределение тепла – у самой печи температура очень высокая, но по мере отдаления от отопительного прибора, воздух в помещении прогревается все хуже. Водяное отопление со змеевиком, установленным в дымоход или топливник, дает возможность более рационально расходовать топливо, ведь тепло распределяется равномерно, поэтому допустимо отапливать не одну комнату, а сразу несколько. Да и сама печь может оснащаться варочной панелью.

Другими словами, печь становится некой разновидностью агрегата на твердом топливе, а единственное отличие в том, что нагревается не только теплоноситель, но и дымоход, а также стенки прибора (они тоже принимают участие в обогреве). Такой тип отопления обеспечит передачу тепловой энергии от регистра к батареям на время топки, а в остальное время ее будет передавать разогретый корпус. Самый дешевый способ отопления на твердом топливе, т. к. необходимости в покупке дорогостоящего «заводского» котла в данном случае нет.

Во втором варианте топливник будет нагреваться несильно, поскольку практически вся энергия будет уходить на разогрев регистра и находящейся в нем рабочей жидкости. Горячей будет лишь верхняя часть теплогенератора, в которой расположены дымообороты.

Где устанавливаются змеевиковые теплообменники

В котле пламя нагревает воду в змеевике, а потом она расходится по всей системе, отдавая тепловую энергию в помещение конвективным методом через радиаторы отопления. Некоторые из них также относятся к категории змеевиковых теплообменников. Например, полотенцесушители и регистры отопления из круглой или профильной трубы.

Контакт с открытым пламенем накладывает некоторые требования к эксплуатационным качествам металла, который использовался в производстве. Акцент делается на надежности и долговечности. Поэтому чаще всего используют сталь и чугун. Последний считается самым лучшим вариантом.

В бойлере и теплоаккумуляторе приоритетное значение имеет скорость теплообмена и устойчивость к коррозии. В данном случае нет ничего лучше, чем медь. Главное, чтобы она не контактировала с алюминием. Между этими металлами происходит реакция, которая приводит к химической коррозии.

Установка системы

С этим можно справиться своими силами при наличии опыта печных работ либо как минимум кладки кирпича. Первое, что вы должны сделать, – подготовить регистр. Можете купить уже готовым или же изготовить собственноручно из листов стали или труб, руководствуясь одной из предложенных ниже инструкций.

Водяной контур в нашем случае сооружается так же, как твердотопливный котёл, единственное отличие заключается лишь во входном отверстии регистра – оно расположено выше, чем в котле. Помните об этом при монтаже трубопровода.

Обычно с печами устанавливают двухтрубные системы как с верхней, так и с нижней разводкой. В самой верхней точки устанавливается расширительный бак.

Если вы выбрали этот вариант, то устанавливайте трубы с предельно возможным уклоном (хотя бы 4-5ᵒ), причем на подаче, непосредственно у выхода из теплогенератора, создайте так называемый коллектор разгона – поднимите трубу вертикально на 100-150 см, после чего опустите с наклоном в сторону батарей. Благодаря этому эффективность циркуляции заметно повысится.

Принудительная

Она увеличивает производительность отопительной системы примерно на 25-30%, вам потребуется лишь врезать циркуляционный насос в отопительную магистраль. Хотя отопление печью с водным контуром исключительно с такой циркуляцией небезопасно, поскольку в случае прекращения подачи электричества прибор не будет работать и рабочая жидкость закипит.

Альтернатива

Оптимальный вариант – это комбинация обоих типов циркуляции: наклон трубопровода соблюдайте такой же, как описан выше, но при этом врежьте и насос. В таком случае даже при перебоях с электроэнергией система продолжит работать. Схема комбинированной циркуляции приведена ниже.

Как рассчитать теплообменник

Делать расчет змеевикового теплообменника нужно обязательно, иначе его тепловой мощности может не хватить на обогрев помещения. Система отопления предназначена для компенсации теплопотерь. Соответственно узнать точное количество требуемой тепловой энергии мы можем только исходя из теплопотерь здания. Сделать расчет достаточно сложно, поэтому в среднем берут 100 Вт на 1 м. кв при высоте потолков 2,7 м.

Также для расчета потребуются следующие значения:

• число Пи;
• диаметр трубы, которая есть в наличии (возьмем 10 мм);
• лямбда теплопроводности металла (для меди 401 Вт/м*К);
• дельта температуры подачи и обратки теплоносителя (20 градусов).

Для определения длины трубы нужно общую тепловую мощность в Вт поделить на произведение вышеперечисленных множителей. Рассмотрим на примере медного теплообменника с требуемой тепловой мощностью в 3 кВт – это 3000 Вт.

Из данного расчета получается, что вам потребуется 11,91 м медной трубы диаметром 10 мм, чтобы тепловая мощность змеевика составляла 3 кВт.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Как сделать винтовой змеевик

После того как вы сделали расчет змеевика теплообменника можно приступать непосредственно к изготовлению. Винтовую конструкцию сделать достаточно просто. Диаметр петли нужно подбирать исходя из размера бака, в который будет осуществляться монтаж. Нужно чтобы трубы не прикасались к корпусу.

Накручивать витки нужно на круглую болванку. Медь легко гнется, поэтому не нужен никакой дополнительный инструмент. Желательно соблюдать небольшой отступ между витками, чтобы теплоноситель контактировал с трубой со всех сторон. Это увеличит площадь теплообмена, что позволит достигнуть максимальной тепловой мощности, которую мы рассчитывали.

Чтобы изготовить змеевик по параллельной схеме нужно обладать навыками сварки металлов. Для таких работ используют стальные трубы, согнуть которые весьма проблематично, хотя имея хороший трубогиб, все же возможно. Но в большинстве случаев приходятся прибегать к сварке.

Алгоритм работы:

• нарежьте ровные отрезки из стальных труб;
• уложите их параллельно на ровной поверхности;
• соедините их коленами с поворотом на 180 градусов – если таких колен нет, то можно сварить два уголка по 90 градусов;
• в нижний и верхний торцы вварите заглушки с патрубком для подключения к системе отопления.

Кроме этого, в нижней части можно установить заглушку, по центру которой вырезается отверстие. Затем в это отверстие приваривается гайка. Ее внутренний диаметр должен подходить под стандартный электрический ТЭН. В таком случае можно будет использовать самодельный теплообменник как электрический обогреватель.

Кладка печи

Строительство печи начинается с основания. Прежде всего, выройте котлован и уложите в него «подушку» из щебня или битого кирпича. После этого уложите кирпич двумя-тремя рядами, используя цементный раствор и по остывании последнего настелите поверх основания рубероид для гидроизоляции. Важно, чтобы фундамент выступал на несколько сантиметров над поверхностью пола.

Особое внимание следует уделить приготовлению песчано-глиняного раствора. Этот процесс состоит из нескольких этапов и занимает не один день.

Этап 1. Подготовьте глину, желательно синюю. За несколько дней до начала работ замочите ее в воде в соотношении:

• 1:1, если материал влажный;
• 1:2, если сухой.

Регулярно помешивайте раствор и по необходимости добавляйте воду.

Этап 2. Подготовьте песок, в идеале – горный, кристаллический, но также можете взять и речной. Вначале очистите песок – поместите его в воду и отстаивайте минимум два дня. Время от времени сливайте мутную воду, пока она не станет чистой.

Этап 3. Далее оборудуйте на бойке своего рода грядку из песка и сухого цемента, перелопачивайте ее, пока не образуется однородная смесь. Затем засыпьте ее в предварительно подготовленную емкость и залейте раствором, чтобы в итоге она (смесь) была как густая сметана. Для повышения плотности добавляйте соль (1 кг на 10 л воды).

Этап 4. Остается лишь проверить качество раствора, его пластичность. Можете для проверки зачерпнуть раствор мастерком и положить на кирпич. И если при этом раствор будет приставать к инструменту, то добавляйте еще песка с водой. А если раствор ложится плохо, то добавляйте глину.

Более детально с процедурой кладки и порядовкой можете ознакомиться при прочтении упомянутой выше статьи.

Установка системы

1. Внутренний размер теплообменника должен составлять минимум 3 сантиметра, в противном случае циркуляция будет слабой, а вода может закипать. В случае принудительной циркуляции размер может быть меньшим.
2. Толщина стенок регистра должна составлять минимум 4-5 мм. Если стенки будут тоньше, то вскоре прогорят и потребуется замена всего устройства.
3. Между теплообменником и топливником должен оставаться небольшой зазор (примерно 1,5 см), чтобы компенсировать температурное расширение при нагревании. Если теплообменник выполнен из листов стали, то зазор должен быть в 0,5-1 см.
4. Иногда теплообменник устанавливается в колпаке конструкции. Опытные печники говорят, что этот вариант предпочтительнее, поскольку имеют место условия для полного сжигания дров. Схема такого расположения приведена ниже.

чугунный радиатор МС-140

Как поставить теплообменник в готовую печь

Если печь уже готова, то может быть несколько вариантов установки теплообменника.

Вариант 1

Установка прибора в топливник. Она может выполняться как с разборкой конструкции, так и без нее (если прибор отопительно-варочный, а плита установлена таким образом, что ее можно снять без демонтажа кладки). Со вторым способом никаких трудностей не возникнет, а вот при разборке они могут возникнуть.

Вариант 2

Как уже отмечалось, многие специалисты уверены, что регистр должен располагаться вне топливника. В идеале его нужно расположить в колпаковом дымоходе, после чего приварить один конец прибора к подаче горячего теплоносителя в систему, а второй – к «обратке».

В качестве заключения

Описываемая в статье схема отопления (ленинградка) намного эффективнее, чем применение обычного твердотопливного котла, поскольку нагревается не только теплоноситель в магистрали, но еще каналы и стенки конструкции, отдающие приобретаемое тепло в отапливаемое помещение.

Вариант объединения водяных отопительных систем с печами нельзя назвать идеальным. Более того, мы настоятельно рекомендуем избегать подобных схем и устанавливать нормальные котлы. Исключение – особые обстоятельства и условия проживания, например, перебои с электроэнергией либо покупка готового дома с дровяной печкой, куда уже встроен водогрейный контур.

---