кирпичная печь с водяным контуром для отопления частного дома своими руками
Доставит тепло во все уголки дома! Кирпичная печь с водяным контуром: особенности, порядовка
Водяной контур — это подача воды в отопительные приборы после нагревания в печи. Эта система — аналог твердотопливного котла, нередко её используют как альтернативный способ отопления.
В случае с кирпичной печью водяной контур дополняет систему обогрева здания с помощью дров.
Это выгодно в случае внезапного отключения центрального газового отопления на жилых площадях, превышающих 100 кв. м.
Основным элементом, нагревающим воду, является теплообменник — его ещё называют водяной рубашкой, змеевиком, регистром или даже котлом. Через него проходит и нагревается теплоноситель — вода, которая потом поступает в систему труб и батарей, разведённых по дому. Вода двигается по нагревательным элементам самостоятельно либо под действием насоса. В последнем случае тепло распределяется более равномерно.
Варианты конструкций кирпичных печей с отопительным контуром
Вариант печи с водяным контуром, которую устанавливают в доме, выбирают, учитывая ряд условий. К ним относятся:
Фото 1. Постройка кирпичной печи с водяным контуром. Внутрь монтируется теплообменник, изготовленный из труб.
Если в доме уже установлена отопительная система (ОС), необходимо интегрировать печной вариант в качестве альтернативного с сохранением существующей разводки коммуникаций. Площадь помещения напрямую влияет на эффективность обогрева, поэтому имеет смысл задуматься о печи, способной хорошо держать тепло, а также позаботиться о разводке, доставляющей его в отдалённые участки здания. Сезон проживания позволяет понять, делать конструкцию с расчётом на круглый год или только на холодное время.
В топочной камере кирпичной печи устанавливается важная часть всей системы — теплообменник. Он может иметь разную конструкцию. Существующие схемы и чертежи предлагают несколько распространённых вариантов — из труб, листовой стали и батареи.
Теплообменник из труб
Основой первого варианта служат металлические трубы, сваренные в прямоугольную конструкцию. Обычно она имеет меньшие размеры, чем топочная камера кирпичной печи и устанавливается в неё на некотором расстоянии от стенок. Это необходимо для расширения металла при нагревании. Сама форма трубок теплообменника диаметром до 50 мм позволяет хорошо прогревать протекающую через них воду. Ключевой особенностью этого варианта является то, что при выходе из строя какой-то из трубок, её легко заменить.
Теплообменник из листов стали
В теплообменнике из листовой стали вместо труб используются заполняемые водой камеры.
Фото 2. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из листов стали. С двух сторон устанавливаются трубы для горячей и холодной воды.
В отличие от варианта из труб, площадь листового резервуара больше, а значит и передача тепла протекающей через него жидкости выше, но срок службы более короткий. При этом в обоих вариантах при близких габаритах 36х40х80 см обязательно используются ещё две трубы: на выход горячей воды сверху и на вход обратки снизу.
Водяная рубашка из батареи
Есть ещё один вариант — теплообменник из старой батареи. Несколько чугунных секций вполне способны обеспечить подачу тепла в отопительную систему. Плюс такого подхода — отсутствие затрат на изготовление и материалы.
Однако минус — большие размеры секций, которые придётся размещать не в топочной камере, а в отдельном отсеке кирпичной печи. К нему тепло поступает по отдельному каналу в кладке. Учитывая толщину стенки батареи (около 3 мм), отсутствие прямого контакта с огнём не лучшим образом повлияет на КПД. Да и большой вес потребует прочного фундамента.
Фото 3. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из старой чугунной батареи. Конструкция устанавливается не в топочной камере.
Как выбрать проект? Порядовка
В первую очередь определитесь с условиями, в которых печь с водяным контуром будет функционировать. Если это интеграция в существующую ОС, важно обеспечить взаимозаменяемость в эксплуатации уже имеющихся коммуникаций. Для самостоятельного варианта важно определить площадь, которую будет обогревать система. Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи.
Другое дело — если площадь, количество комнат и этажей больше. Наконец, важно понять, будет ОС использоваться круглый год или только в холодное время. Если в доме живут летом, а зимой он простаивает, то после холодов и морозов система будет требовать восстановительных работ, что повлечёт дополнительные расходы.
Фото 4. Пример порядовки кирпичной печи с водяным контуром: изображены начальные этапы строительства с 1 по 20.
Печи из кирпича с водяным контуром для отопления частного дома
Если нет возможности подключиться к центральному отоплению или подвести газовую ветку к дому, приходится организовывать автономную систему обогрева, используя твердое топливо. Отличным вариантом решения подобной проблемы является печь для дома на дровах из кирпича с водяным отоплением. Благодаря конструкции этого типа удается поддерживать тепло во всех комнатах, независимо от места установки очага.
Кирпичная печь с водяным отоплением в доме
Постройка кирпичной печи в частном доме с водяным контуром для отопления
Строительство каменных печей имеет многовековую историю. Изделия использовались для обогрева частных и общественных зданий. В качестве топлива использовались дрова, которые было несложно добыть в любой местности. При возведении используются шамотные и огнеупорные красные кирпичи, специальные мастики для кладки, чугунные дверцы, колосники, задвижки для дымоходной трубы.
Кирпичная печь с водяным котлом является модификацией устройства стандартного типа. Сама конструкция остается прежней, но к ней добавляется емкость и трубы, по которым течет теплоноситель. Обычно это вода, но в зданиях, которые посещаются периодически, заливается антифриз. Благодаря этому греется не одно, а все помещения, в которые выведен контур.
Особенности кирпичных печей
Печь для дома из кирпича с водяным отоплением стоит дорого, справиться с ее возведением может только опытный печной мастер. Помимо работы заплатить придется и за специальные материалы — шамотный камень, глину, фурнитуру из чугуна и нержавеющей стали. Кроме этого, потребуется эффективный и безопасный дымоход высотой не менее 400 см. Характерным свойством сооружения является долгий нагрев с последующим продолжительным остыванием, которое может длиться несколько часов.
Для чего нужен отопительный контур
Классическая русская печь обычно устанавливается в дальнем углу одной из комнат дома или дачи. Обычно это кухня-столовая, где люди бывают эпизодически. При горении топлива выделяется жар, который через стенки и дымоход передается в помещение в виде теплого воздуха.
Отопительный контур предназначен для транспортировки нагретого теплоносителя по комнатам, где необходимо поддерживать тепло в холодное время года. Состоит устройство из металлического теплообменника, подводной и отводной трубы, обвязки и радиаторов. По сути — это аналог автономных газовых котлов, устанавливаемых в подключенных к центральным коммуникациям зданиях.
Принцип работы
Схема печи и расположение водяного котла внутри
Нагревательный элемент, в зависимости от конструкции находится в топке или в районе патрубка дымохода. В обоих случаях на него воздействует высокая температура, создаваемая горящим топливом.
Нагретая в элементе вода расширяется и приобретает меньшую плотность. Находящаяся в системе холодная жидкость более тяжелая и выдавливает из печи нагретый носитель. Он поступает в трубы, проходит по системе и возвращается в теплообменник в остывшем состоянии. В домах большой площади или для отопления второго этажа устанавливается циркулярный насос. Благодаря этому жидкость движется непрерывно, что предотвращает ее застаивание, вскипание и прогорание металла.
Преимущества и недостатки
Каменная печка отличается такими достоинствами:
Если сделать водяной контур для печи своими руками, это принесет существенную экономию на отоплении.
Характеристики системы
Теплообменник из медных труб
Отопительная система на основе кирпичной дровяной печи проектируется заранее. Нужно определить следующие характеристики:
Планируя установку отопления в дровяной очаг, нужно соотносить габариты обоих устройств и их совместимость.
Этапы работ
Установка водяного контура в печь
Установка водяного отопления в русскую печь начинается с проведения замеров, расчетов и составления чертежа. На данном этапе нужно все тщательно продумать, не упуская никаких деталей.
После этого работа проводится в такой последовательности:
Если есть вероятность, что помещение будет простаивать в холодное время года без хозяев, следует установить резервный электрический котел, который не даст воде замерзнуть при отсутствии горения в топке.
Теплообменник для печи
Водяная рубашка для печи своими руками изготавливается под конкретные требования и условия. Под теплообменник выделяется место на этапе строительства или уже в готовом устройстве.
Теплообменник имеет такие особенности:
Для ускорения движения воды рекомендуется установить насос в системе
При установке оставляются зазоры между регистром и стенками, чтобы было место для компенсации температурных расширений и эффективной теплопередачи. Обязательно должен быть доступ для проведения обслуживания, замены и чистки змеевика.
Для обеспечения постоянного движения жидкости на обратку устанавливается насос. Но даже при его наличии должен оставаться незначительный уклон, чтобы не образовывалась воздушная пробка.
Для монтажа потребуются такие инструменты:
Чтобы не получить травму, нужно пользоваться защитной маской и перчатками.
Отопительно-варочная печь с водяным контуром
Маленькая варочная печь с водяным контуром
Для проведения монтажа нужно приготовить расходные материалы:
В соответствии со строительными нормами квадратный метр очага обеспечивает нагрев 35 квадратов помещения. Исходя из этого проводятся расчеты размеров печи, а уже под нее подбирается регистр. Здесь нужно избегать крайностей: маленький очаг не сможет развить достаточной производительности для выработки необходимого количества тепла. Слишком крупная печь займет много места, а ее эксплуатация будет связана с перерасходом топлива.
Сам процесс монтажа водяного контура производится в такой последовательности:
Контрольная топка проводится с наполненной системой после полного застывания раствора. Первый раз сжигаются газеты и хворост, затем щепки и только после этого дрова.
Печь из кирпича с котлом водяного отопления своими руками
Для отопления дома с большой площадью, состоящего из нескольких комнат, стоит выбирать максимально экономичный вариант, например, печь с котлом. Современная кирпичная печь с водяным контуром дает возможность обогревать все помещения из одной точки. Тепловой носитель в ней способен равномерно распределять тепло и поддерживать нужную температуру на всей площади. Перед покупкой такого агрегата необходимо подробно изучить принцип его работы, все плюсы и минусы, а также способ подключения и тип системы.
Способ работы и конструкция
Печь с водяным контуром, встроенным на этапе кладки
Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома работает по стандартному принципу. Для ее установки необходимо создавать систему для водяного отопления, с помощью которой тепло поступает от печных стенок и отопительных радиаторов, подключенных к основному контуру. Контурные трубы подсоединяют к котлу либо регистру, встроенному в печь. Тепловой носитель нагревается путем прохождения сквозь горячий регистр, потом он переходит к трубам и радиаторам.
Пройдя сквозь контур, температура теплоносителя понижается и он снова поступает в теплообменник, где заново прогревается. Для идеальной циркуляции топлива в контур встраивают специальный насос. Важным элементом системы является бачок расширительного типа. Если речь идет о закрытой системе с герметичным контуром, такой элемент можно поставить в любом месте. В рамках открытой системы резервуар ставят в наиболее высокой контурной точке, это может быть чердак либо другое помещение.
Расширительный бачок – емкость для излишков нагретого теплоносителя. Он имеет разнообразную конструкцию, размер и объем, подбирать его необходимо с учетом типа отопительной системы и количества носителя тепла.
Плюсы и минусы отопления с водяным контуром
Зимой печь нужно топить непрерывно, закладывая дрова в ручном режиме
У кирпичных печей с водяным контуром, используемых для отопления частного дома, есть свои преимущества и недостатки. Их нужно учесть при выборе подобного прибора для бани или жилого помещения. Выбирать подходящую модель нужно с учетом конкретных параметров дома. Лучшим вариантом станет печь длительного горения, способная работать по 12-14 часов после одной закладки топлива.
В перечень преимуществ печи с водяным контуром входит:
Из минусов таких агрегатов отмечают необходимость отапливать печь зимой в режиме беспрерывной топки. В противном случае помещения не будут прогреваться до оптимальной температуры.
Печь с водяным контуром не является автоматизированной системой, поэтому топливо для обогрева в некоторых моделях агрегатов нужно загружать в ручном режиме.
Типы систем
Печь с принудительной циркуляцией эффективнее и быстрее прогревает помещение
Печь из кирпича с котлом водяного отопления, сделанная своими руками или покупная, может работать на системе с принудительной или естественной циркуляцией. У каждого из двух типов есть свои особенности и различия, которые нужно учитывать.
Принудительная циркуляция
Система такого типа дополняется циркуляционным насосом, который отвечает за перемещение носителя тепла по печным трубам. Благодаря подключению системы к электричеству уровень напора в радиаторе можно контролировать при помощи вентилей. Это также дает возможность снижать количество топлива для нагревания теплоносителя. Принудительная циркуляция достаточно экономична, но ее главный недостаток — зависимость от электропитания. В случае отключения электричества она не будет работать.
Естественная циркуляция
При естественной циркуляции нельзя регулировать температуру, вдобавок система сложна в монтаже
Система с естественной циркуляцией работает на основе применения законов физики. В процессе функционирования теплоноситель перемещается по трубам из-за различий плотности холодной и горячей воды. Главное преимущество системы — энергонезависимость, поэтому ее часто создают в домах, где возникают перебои с электроэнергией. Из ее недостатков отмечают необходимость использовать тяжелые трубы из металла, например, чугунные, которые сложно монтировать. Также в системе нет возможности регулировать уровень прогрева каждого помещения.
Печь либо камин с водяным контуром может быть сделана из чугуна, стали либо кирпичной кладки. Подходящий вариант выбирает владелец дома. Во время выбора принимают во внимание общую площадь помещений, которые нужно отапливать, мощность прибора, объем места, выделенного под печь, расположение каждого элемента контура, функции агрегата и его дизайн. Помимо этих параметров нужно помнить о необходимости устанавливать под печкой специальный фундамент.
Подключение печи к системе водяного отопления
Водяной контур обкладывают шамотным кирпичом, чтобы не прогорал раньше времени
Для полноценного подключения прибора к общей системе понадобится приобрести змеевик в печку для водяного отопления. Его устанавливают внутрь топливника. При его выборе учитывают толщину стенок печи, если речь идет о приборе, работающем на дровах, стенки могут быть тоньше.
Агрегаты, которые топят угольными брикетами, могут иметь более плотные стенки. Это условие нельзя игнорировать, в противном случае котлы будут быстро прогорать, и их придется менять раньше истечения положенного срока эксплуатации.
Расчет мощности и размеров теплообменников
Мощность теплового обменника зависит от материалов, из которых он изготовлен. Если деталь чугунная, лучшим выбором станут модели серий МС-110-300 и МС-90-300. Благодаря небольшим размерам они легко помещаются в топку, площадь их нагрева для каждого ребра составит 0,14-0,16 м2. Если учесть эти цифры, можно рассчитать, сколько секций нужно, чтобы обогреть каждый контур. Для каждых 10 квадратных метров помещения понадобится 1 кВт, равный примерно 0,1 м2 площади от общего нагрева теплового обменника.
Как сделать печь своими руками
Схема узлов кирпичной печки со сварным водяным контуром
Иногда возникает необходимость оборудовать кирпичную печь своими руками и встроить ее в нишу или установить на квадратный или прямоугольный фундамент. В первую очередь делают разметку для печи и заливают фундамент. После его высыхания выкладывают два ряда кладки из кирпича по схеме порядовки с целью выровнять неровный фундамент и сделать основание для агрегата. Далее понадобится выложить ряды на глиняный раствор и закончить выкладку, учитывая в процессе толщину швов между рядами.
Когда корпус будет готов, останется установить дверцы, топку, варочную панель, теплообменник и другие детали. После окончания работ печь обязательно протапливают полностью и проверяют ее работоспособность.
Чертежи для печи можно разработать самостоятельно либо обратиться за помощью к профессионалам. При отсутствии опыта лучше доверить эту работу специалистам, которые подготовят подробную схему с учетом требований к отопительной системе и конкретному помещению. В этом случае готовый агрегат будет полностью соответствовать требованиям безопасности и критериям, предъявляемым к системе отопления.
Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома своими руками
Всеобщая газификация и развитие технологий, казалось, должны были изжить печи, как средство отопления дома. Но высокая стоимость подвода газа, оборудования и монтажа, дали новую жизнь печному отоплению.
Дров в России много, технологии отопления существенно модернизировались. Для экономии средств, разумным решением является строительство кирпичной печи с водяным контуром для отопления, своими руками.
Принцип работы
Кроме печи, нагревательным элементом системы с водяным контуром, является теплообменник, который встраивается в топку или дымоход. Вода, проходящая через регистр, нагревается, а затем поступает в трубы и радиаторы, отдавая тепло. За счет разницы температур на входе и выходе из теплообменника жидкость циркулирует в контуре.
Для оптимальной работы в систему встраивают циркулярный насос, который позволяет более равномерно распределить нагретую жидкость по трубам.
Водяной контур необходимо отпрессовать и удалить воздух. Нагреваясь, вода увеличивается в объеме и чтобы система не взорвалась необходимо предусмотреть расширительный бочок. При использовании контура закрытого типа, резервуар может быть в любом месте, в открытой системе расширительный бочок устанавливается максимально высоко.
Для стравливания давления в системе, в ней должен быть предусмотрен автоматический воздухоотводчик для выпуска лишних газов из теплоносителя и предохранительный клапан. Устройства можно объединить в комплекс безопасности, включив в нее манометр.
Таким образом, если включить в систему обогрева дома печь длительного горения на дровах из кирпича с водяным контуром можно существенно сэкономить на отоплении.
Преимущества и недостатки
Конструкции со встроенным теплообменником имеют массу преимуществ:
Некоторые издания к плюсам системы водяного контура относят возможность его установки в уже готовую печь, что в принципе возможно, но на практике такой вариант связан с большим количеством проблем, которые предстоит решить.
Разборка и последующая сборка печи самое необходимое, что придется сделать. Цена исправления неправильно установленного регистра сопоставима со стоимостью новой печки, поэтому за такими работами обращайтесь к профессионалам.
Недостаток такой конструкции является продолжением её достоинств, чтобы самому сделать печь с теплообменников необходим опыт, как в кладке кирпичей, так и в монтаже систем отопления. Если опыт приходит с годами и количеством изученного материала, то при строительстве печи с водяным контуром следует учитывать её недостатки:
Сделать в доме отопительную систему на основе печи с теплообменником и батареями – экономически выгодное решение, но к проектировке и строительству необходимо подходить грамотно, учитывая все нюансы работ.
Этапы работ
Создание отопительной конструкции с водяным контуром состоит из нескольких этапов:
На некоторых стадиях строительства остановимся подробнее.
Про теплообменник
При сооружении печи из кирпича с котлом водяного отопления своими руками следует учитывать множество факторов и рассчитывать проект в комплексе. Любой вид материалов и конструкций имеют свои достоинства и недостатки.
Смонтировать регистр с водой в печь можно несколькими способами:
В зависимости от места расположения, выбирают материал для теплообменника и его форму:
При выборе вида материала и места установки теплообменника стоит помнить, что расположив водяной контур в очаге, в летнее время вся система будет нагреваться, чтобы этого избежать придется выводить отдельные батареи для снятия лишнего тепла.
При установке теплообменника в дымоходе, в конструкцию печи вносят дополнительные заслонки, которые не нагревают котел во время летней эксплуатации печи. При этом следует учитывать, что теплообменник должен быть большего объема, чем при встраивании его в очаг. Кроме этого, котел не должен снижать пропускную способность дымовых каналов.
Расчет мощности и размеров
Для нормального обогрева помещения необходимо правильно рассчитать площадь регистра и его мощность. Для кирпичной печи достаточно приблизительного расчета, точный сделать невозможно, из-за множества факторов и переменных.
Из практики известно, что для отопления 10 м 2 помещения требуется 1-1,5 кВт энергии. С одного квадратного метра теплообменника можно получить 5-10 кВт. Чтобы определить мощность регистра более точно, необходимо учесть:
По мере сгорания топлива, мощность теплообменника будет снижаться, поэтому рассчитанную площадь змеевика лучше увеличить на 10-15%.
Сооружение отопительно-варочной печи с водяным контуром своими руками
Сделать печное отопление в частном доме можно самостоятельно, главное внимательно ознакомиться с рекомендациями и внимательно и последовательно осуществлять все виды работ. В-первую очередь следует выбрать подходящий вариант, печь может быть с варочной поверхностью, камином, лежанкой и сушилкой. Всё зависит от размеров помещения и функционала.
Расходные материалы
Для изготовления конструкции, без учета дымохода и фундамента, потребуется:
Схема и размеры будущей печи
Характеристики отопительной-варочной конструкции с регистром:
Описание кладки печи с водяным контуром
Работы необходимо начинать с изготовления фундамента, затем подготовить необходимые материалы, как для сооружения печи, так и для системы водного контура.
Важно! Теплообменник необходимо опрессовать до монтажа.
В соответствии с порядовкой отопительной печи с водяным контуром осуществляется кладка и монтаж приборов.
Схема кладки печи с водяным котлом отопления:
Дымоход изготавливается индивидуально, в зависимости от этажности и типа перекрытия. На готовую печь сооружается дымоход, подключается система водяного контура.
Вывод
Для отопления дома печь с водным контуром является наиболее экономичным вариантом, однако для полноценного использования горячей воды, необходимо добавить в систему теплоаккумулятор, что влечет дополнительные расходы.