Топовая баня
Назад

Печь котел для отопления частного дома

Опубликовано: 14.05.2020
0
1

Способ работы и конструкция

Кирпичная печь с водяным отоплением прогревает помещения как за счет горячей конструкции (как обычная печь), так и теплоносителя, циркулирующего в системе. В качестве теплоносителя обычно используют воду.

В конструкции печи предусмотрен металлический элемент, предназначенный для нагрева теплоносителя. Фактически он является отопительным котлом, к которому подключаются трубы. Монтаж котла осуществляется у топки.

https://www.youtube.com/watch?v=aB1duN9-N4c

Такая печь может равномерно прогревать все помещения в доме. Она работает примерно по тому же принципу, что и твердотопливные котлы.

Печь котел для отопления частного дома

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.

Принципы работы любого водяного отопления основаны на распределении тепла от локального источника по всему помещению, с помощью движения воды по контуру обогрева.

Для схемы печного отопления с водяным контуром основными элементами являются:

  • печь или камин с теплообменником, в котором происходит нагрев воды;
  • отопительный контур, где происходит отдача тепла в помещение;
  • расширительный бак для предотвращения повреждения системы в результате повышения давления;
  • циркуляционный насос для обеспечения движения воды по контуру.

Есть общие правила функционирования водяного отопления, такие как схемы разводки, которые хорошо известны, и которых необходимо придерживаться. Однако при использовании печи в качестве источника тепла существуют специфические требования, связанные с особенностью температурного режима.

Схема элементарного водяного контура

Принцип действия водяного отопления на базе печи или камина несложен, однако необходимо точно рассчитать параметры всех элементов системы

Печь котел для отопления частного дома

Печи не быстро нагреваются и медленно остывают, происходит неравномерное выделение тепла и только правильная установка всех компонентов системы позволит избежать проблем с качественным обогревом помещений дома.

Для изготовления теплообменника для печей применяют листовую “черную” сталь или жаропрочную нержавеющую сталь. Применение чугуна в качестве материала для производства затруднительно, но можно использовать готовые чугунные изделия, такие как чугунные радиаторы.

Возможно использование меди, которая обладает лучшей теплопроводностью по сравнению со сталью, однако цена такого устройства будет высока. Теплообменник рекомендуют изготавливать из стали толщиной от 3 мм. При больших температурах печи, возникающих в случае использования угля или, тем более, кокса необходимо применять сталь толщиной 5 мм.

Теплообменники условно можно разделить на три вида:

  • регистры, змеевики и радиаторы, состоящие из набора труб;
  • рубашки (котлы), сваренные из листовой стали;
  • комбинированный вариант в виде вертикальных стенок, соединенных трубами (так называемые “книжки”).

Рубашки из листовой стали проще изготовить и они легче в очистке от продуктов сгорания топлива, однако трубчатые конструкции имеют большую площадь нагрева. При изготовлении рубашки нужно учитывать избыточное давление воды, которое возникает при использовании мембранного бака-расширителя или подъема воды на большую высоту.

В этом случае требуется использовать сталь толщиной не менее 5 мм и дополнительно усилить стенки ребрами жесткости во избежание их деформации.

Формы трубчатых конструкций могут быть различны, однако необходимо соблюдать условие, чтобы внутренний размер труб был не менее 3 см в диаметре. В противном случае, при медленной скорости циркуляции или слишком большой температуре вероятно закипание воды.

Регистры изготавливают, как правило, из профильных, а не из круглых труб, чтобы облегчить сварочные работы.

Изготовить теплообменник необходимого размера можно самостоятельно. В этом случае повышенное внимание надо уделить качеству сварки. При возникновении протечки теплообменника вся вода выльется в печь.

Кроме того, для устранения проблемы придется проделать большой объем работы: разобрать печь, вынуть, заварить и поставить обратно теплообменник, а затем снова собрать печь.

Существует два варианта расположения теплообменника. В первом случае его размещают непосредственно в топливнике, значительно сужая его пространство. Во втором – регистры устанавливают в колпаке безоборотных печей, однако сама печь в этом случае имеет более сложную конструкцию.

Колпаковая печь

При наличии колпаковой печи лучше поместить теплообменник в колпак: там также жарко, а пространство топки останется неизменным

При установке трубчатого типа теплообменника необходимо оставлять зазор между ним и стенкой печки. Это необходимо для лучшего нагрева теплоносителя, а также возможности чистки регистра. Чистить и рубашки и регистры периодически необходимо, так как в случае сильного засорения золой уменьшается эффективность теплообмена.

При наличии варочной плиты чистка происходит после ее снятия. Если печь имеет только отопительную функцию, то чистка происходит через топочную дверцу.

Предлагаем ознакомиться  Как очистить монтажную пену с ламината

Основные принципы организации естественной циркуляции воды в системе заключаются в моделировании “коллектора разгона” на выходе из теплообменника и в создании постоянного уклона труб контура отопления величиной 3-5°.

Общий смысл “коллектора разгона” заключается в том, что от печи нагретая вода поднимается вертикально вверх, а затем уже распределяется по контуру отопления.

Циркуляция происходит по причине разницы удельного веса холодной и горячей воды. Холодная вода тяжелее горячей, и стекая к теплообменнику, вытесняет горячую воду вверх по трубе. Точка входа “обратки” должна быть ниже выходов воды из радиаторов отопления, иначе циркуляция воды будет очень медленной или ее не будут вовсе.

Коллектор разгона для водяного отопления

Коллектор разгона необходим даже для небольших по протяженности контуров отопления в случае использования естественной циркуляции

Для увеличения скорости перемещения воды по контуру отопления устанавливают циркуляционный насос. Таким образом, происходит более быстрое и равномерное распределение тепла по дому. Одновременно можно использовать несколько насосов для разных контуров отопления.

При наличии скачков напряжения необходимо применять стабилизатор напряжения, так как выход насоса из строя может повлечь серьезные последствия для всей системы.

Насосы условно можно разделить на две группы относительно положения двигателя: с “сухим” ротором и “мокрым” ротором. По типу напряжения: модели, работающие от сети 220 В и насосы, функционирующие от источников питания в 12 В.

Двигатель в насосах с “сухим” ротором изолирован от погруженной в воду крыльчатки уплотнительными кольцами. По сравнению с насосами с погруженным в воду двигателем, “сухие” насосы имеют более высокий КПД.

Однако среди недостатков можно назвать высокий уровень шума, необходимость проведения регулярного обслуживания и меньший моторесурс. Поэтому в частном доме, как правило, используют циркуляционные насосы с “мокрым” ротором.

Выбор типа питания насоса зависти от возможности естественной циркуляции воды в системе. Если она невозможна без участия насоса, то выбор должен быть произведен в пользу варианта с поддержкой напряжения 12 В и источника бесперебойного питания.

Иначе, в случае отключения электричества возможно закипание воды и выхода системы из строя. Если естественная циркуляция возможна, то лучше приобрести более распространенный и дешевый вариант с питанием от сети 220 В.

Водяной насос с ИБП

Подключив насос с напряжением 12 вольт к источнику бесперебойного питания можно не опасаться за функционирование системы отопления

При установке насоса с питанием 220 В необходимо организовать возможность функционирования системы обогрева при отключении электричества. Для этого на трубе устанавливают запорный кран, а в обход его монтируют обводную трубу с насосом (так называемый “байпас”).

На обводной трубе перед насосом устанавливают кран-фильтр, а после – запорный кран. Регулируя положение запорных кранов на основной и обводной трубах, можно включать режим принудительной и естественной циркуляции.

котел в печь для отопления своими руками

Как правило, насос устанавливают на “обратке” возле печи, чтобы температура жидкости, которая будет проходить через устройство, была наименьшей. Это значительно продлит срок службы насоса.

Кроме того, необходимо размещать максимально возможное количество элементов управления системы отопления в одном месте, чтобы в случае возникновения аварийных ситуаций можно было быстро принять меры для их устранения.

Установка насоса на байпас

Монтаж обводной трубы (by pass) позволяет работать системе отопления при отключении электричества, а также дает возможность снять насос без слива воды

Жидкость при нагреве расширяется, и если это будет происходить в замкнутой системе, то сильно возрастет давление внутри нее, а рост давления чреват прорывом воды. Использование предохранительного клапана нецелесообразно, так как после остывания воды и уменьшения ее объема в систему будет запущен воздух.

Поэтому в отопительных контурах с принудительным движением воды используют специальные расширительные баки, которые бывают открытого или закрытого типов. Их объем рассчитывают, исходя не только из максимального теплового расширения жидкости (5-7%), но и с учетом возможности закипания системы.

Особенности выбора, установки и эксплуатации печей-каминов

Такие печи фактически универсальны, они подойдут и для хозяйственных построек, и многоэтажных загородных домов.

Можно сделать печь-камин с водяным отоплением, просто установив стеклянную дверцу. Такая печь станет не только важным функциональным элементом, но и стильной частью интерьера дома.

Но, работая с такой печью нужно соблюдать ряд требований:

  • работу печи нужно постоянно контролировать, вовремя закладывать дрова и (или) уголь, очищать зольник;
  • целесообразно использовать печь только зимой. Для приготовления пищи летом ее не стоит использовать, поскольку много энергии будет уходить на систему отопления, в котором в теплое время нет необходимости;
  • нужно регулярно проверять состояние дымоходов;
  • из-за высокой температуры теплообменник со временем может прогореть, для его замены потребуется частичная разборка печи.

Печь котел для отопления частного дома

Чтобы отопление дома было эффективным и безопасным, при покупке, монтаже и использовании промышленных печек с эффектом камина нужно учесть некоторые нюансы:

  • подбор мощности;
  • материал корпуса и теплообменника;
  • условия безопасной установки;
  • правила подключения к системе отопления;
  • требования к обустройству дымохода;
  • выбор дров и других видов топлива;
  • правильная топка, чистка и обслуживание своими руками.

Выбор мощности печи

Самый важный параметр, который обязательно нужно учесть, прежде чем купить определенную модель — тепловая мощность отопительного агрегата. Она измеряется в киловаттах, и принято считать, что 1 кВт мощности печи способен обогреть 10 м² площади дома.

Предлагаем ознакомиться  Печка на опилках длительного горения своими руками

Однако стоит учесть, что производитель тестирует печь в условиях, близких к идеальным, а при использовании недостаточно просушенных дров ее мощность может снизиться на треть. Поэтому, для использования печи с отопительным контуром в качестве единственного источника обогрева лучше купить модель с небольшим запасом мощности.

Сталь или чугун?

Отопительные печи-камины бывают стальные и чугунные. Стальные печи дешевле, легче, но более подвержены коррозии. Модели, сделанные целиком из чугуна, обладают повышенной долговечностью, стойкостью к коррозии, но при этом они значительно тяжелее, боятся резких перепадов температуры, от чего могут треснуть.

Лучший вариант — комбинированные модели, в которых корпус и незначительно нагревающиеся элементы выполнены из стали, а элементы топки, колосники и дверцы, подвергающиеся сильному перегреву, сделаны из кованого чугуна. Они не боятся длительного воздействия высоких температур и подходят для постоянного использования, а при периодической топке образующийся в трубах конденсат не вызывает их коррозии.

Из-за небольшого веса промышленные модели не предъявляют особых требований к подготовке пола, им не нужен отдельный фундамент. Единственное требование — отделка деревянных полов негорючими материалами: листовым железом, керамической плиткой или огнестойкими типами покрытия, что можно сделать своими руками при минимуме затрат.

Плюсы и минусы отопления с водяным контуром

Печь котел для отопления частного дома

Зимой печь нужно топить непрерывно, закладывая дрова в ручном режиме

Печь котел для отопления частного дома

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:

  • экономичный расход топлива по сравнению с системами, работающими на других энергоносителях;
  • возможность установки печи в комплекте с остальными системами отопления;
  • способность печки удачно вписаться в любой дизайнерский проект по оформлению интерьера.

Из минусов таких агрегатов отмечают необходимость отапливать печь зимой в режиме беспрерывной топки. В противном случае помещения не будут прогреваться до оптимальной температуры.

Радиаторы для печи с водяным отоплением

Печь для отопления дома с водяным контуром предполагает использование подходящих регистров. Также потребуется котел и змеевик. Теплообменник такой печи позволяет подключать практически любые стандартные отопительные системы.

Можно выбирать регистры различной конфигурации. Как правило, для их изготовления применяются стальные трубы и листы. Регистр должен обеспечивать эффективность нагрева теплоносителя, его постоянную и равномерную циркуляцию.

В процессе изготовления регистра нужно учитывать отапливаемую площадь. Следует учесть особенности конструкции помещений, чтобы подобрать оптимальную форму, обеспечивающую правильную циркуляцию теплоносителя.

Самый простой вариант – регистр из листовой стали. Он прост и недорог в изготовлении. Однако отличается низкими теплопоглощающими характеристики. Теплообменники и змеевики обладают куда более высоким КПД.

Подключение печи к системе водяного отопления

Без сомнения, покупка, монтаж и обвязка двух отдельных агрегатов обойдется вам дороже одного комбинированного теплогенератора. Но, реализуя данный вариант, вы получаете полноценное отопление двумя энергоносителями, эффективно действующее в автоматическом режиме.

В нашей паре источников тепла дровяной (угольный) котел является основным, а электрический – вспомогательным агрегатом. В качестве последнего можно задействовать любой из трех разновидностей электрокотлов, предлагающихся на рынке:

  • традиционный ТЭНовый со встроенным циркуляционным насосом и блоком управления;
  • электродный с выносным щитком управления;
  • индукционный с отдельным пультом.
Схема обвязки котлов на дровах и электричестве
Схема подключения 2 котлов – на электричестве и дровах. Термостаты обеспечивают автоматический запуск электрокотла после остановки дровяного и наоборот.

Алгоритм работы системы выглядит так:

  1. ТТ-котел бездействует и его циркуляционный насос отключен. Отопительные приборы получают тепло от электрокотла, ориентирующегося на комнатный терморегулятор, где вы настроили желаемую температуру. Чтобы теплоноситель не двигался по кругу через параллельное кольцо, в схеме задействованы 2 обратных клапана.
  2. Вы растопили твердотопливный агрегат. Какое-то время он станет набирать температуру, а вода будет циркулировать по малому кругу, направляемая трехходовым клапаном с термоголовкой. Насос включится по команде накладного термостата, установленного на подающем трубопроводе.
  3. Когда теплоноситель в малом кольце нагреется до 55 °С, сработает температурный датчик термоголовки, стоящий на обратной магистрали. Трехходовой клапан приоткроется и тепло пойдет в систему отопления.
  4. Электрокотел отключит нагрев по сигналу комнатного термостата и перейдет в дежурный режим.
  5. После прогорания твердого топлива вода в системе, а за ней и воздух в помещениях, начнут остывать. Накладной термостат ТТ-котла «увидит», что теплоноситель остыл и остановит насос.
  6. Когда температура в доме снизится до выставленного вами значения, комнатный терморегулятор вновь задействует электрокотел.
Печь котел для отопления частного дома

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.

Изготовление теплообменника

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.

Предлагаем ознакомиться  Установка газовой горелки в банную печь

Печь котел для отопления частного дома

Для изготовления самого простого теплообменника можно применить листовую сталь. Такой теплообменник легко чистится от золы, но не способен обогревать большие площади. Трубчатые модели имеют более высокий КПД и подходят для больших зданий.

На фото печей с водяным отоплением можно наглядно ознакомиться с различными вариантами конструкции теплообменников.

Простой способ

Допустим, имеется готовая кирпичная печь (отопительная, отопительно-варочная или обычный камин).

От нас требуется сделать разводку по дому и затратить при этом минимум средств. Легче всего в процессе встраивания котла в кирпичную печь сделать и разместить в топке обычный змеевик. Как правило, печь с теплообменником более эффективна и экономична. Стоит отметить, что можно использовать любую форму теплообменника.

Стоит учитывать такие три нюанса:

  1. Предельную разницу высот на входе и выходе.
  2. Максимальную площадь поверхности.
  3. Теплообменник не должен мешать процессу горения и подаче топлива.

Желательно, чтобы теплообменник был сделан из жаропрочной нержавеющей стали. Хотя такой материал обойдется вам значительно дороже в сравнении со сталью, которая со временем поддается ржавлению, одно он прослужит намного дольше.

В тех случаях, когда печь только возводится, можно добиться того, чтобы водяной котел в кирпичной печи работал максимально эффективно.

Чтобы этого добиться, потребуется выполнить такие условия:

  • Продукты горения должны выходить из дымоотводящей трубы с предельно возможной температурой. Коэффициент полезного действия такой печи будет тем выше, чем больший объем тепла будет отдан внутри печи.
  • Идеально, если теплообменник будет установлен за пределами топливника. Такой подход объясняется тем, что пламя, являясь летучим веществом, легко отдает свое тепло и охлаждается, в результате чего мы имеем частичное сжигание топлива, КПД печи ухудшается. Хотя, казалось бы, в топке присутствует самая высокая температура.
  • Схема должна быть таковой, чтобы вода в теплообменнике перемещалась навстречу тепловому потоку. Иными словами, охлажденный теплоноситель должен встречаться с самыми холодными печными газами, а разогретый – с газами, имеющими более высокую температуру.

Таким образом, получится удерживать большую постоянную температуру между двумя участками, и можно будет добиться более эффективного отопления. Помимо всего прочего, на теплообменнике будет скапливаться намного меньше конденсата, который провоцирует ржавление обычной стали.

Печь котел для отопления частного дома

Данный способ обустройства печки с котлом водяного отопления очень прост – он подразумевает установку колпакового дымохода с размещенным внутри теплообменником, способным удерживать большое количество теплоносителя. Лучше всего в качестве теплообменника в данном случае использовать регистр, сваренный воедино из нескольких труб большого сечения.

Устанавливая котел в печку своими руками по такой схеме, получим следующие результаты:

  1. Печные газы будут дольше оставаться в колпаке – самые горячие будут скапливаться в его верхней части, а их выход за пределы колпака будет происходить после того, как продукты горения остынут и опустятся вниз.
  2. Отсутствуют какие-либо препятствия для горения в топливнике. Сгорание топлива будет происходить максимально эффективно.
  3. Естественное движение потоков в находящемся в колпаке теплообменнике осуществляется снизу вверх. Самые холодные отработанные газы контактируют с теплоносителем, только что попавшим в теплообменник.

Если все условия по соединению котла для кирпичной печи с водяным отоплением будут полностью соблюдены, готовая отопительная система, созданная своими руками, получится максимально эффективной. Однако какой вариант теплообменника лучше всего подойдет именно для вас, решать только вам. 

Особенности выбора, установки и эксплуатации печей-каминов

Если печь уже есть, не стоит полностью ее демонтировать. Достаточно разобрать часть конструкции и установить в нее теплообменник.

К последнему затем подключается теплообменник. При необходимости в процессе частичного демонтажа можно произвести модернизацию конструкции печи.

Водяной контур полностью аналогичен системе с твердотопливным котлом. Отличие заключается в том, что отверстия в теплообменнике для подключения системы находятся выше.

Еще выше обязательно монтируется расширительный бак. Он обеспечит достаточный уровень давления в системе.

Трубы нужно монтировать под углом, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию теплоносителя.

Может потребоваться циркуляционный насос. За счет него значительно возрастет КПД отопительной системы.

Сталь или чугун?

Отопление помещений печным способом занимает следующее место по экономичности после газового. Реальность такова, что газовые магистрали проходят не везде, поэтому приходится отапливаться дровами. Обычная дровяная печь обладает одним серьезным недостатком: эффективность обогрева достигается лишь в ближайшем помещении, и то, не совсем равномерно.

Можно выделить такие нюансы пользования дровяной печью:

  • Комнаты, расположенные вдалеке, либо остаются холодными, либо их приходится дополнительно обогревать электричеством. Помимо этого, зачастую, мощные электрообогреватели попросту не от чего запитать. Так как на одну розетку приходится максимум в 3,5 кВт, а мощность устройства превышает 7 кВт, требуется и вовсе трехфазное питание.
  • За отсутствием тепловой завесы окна постоянно потеют, покрываясь изморозью.

Решением данной проблемы будет разводка теплосети от печи по помещениям, и установка под окнами радиаторов для водяного отопления. Потребуется проделать минимум работы: соединить печь с котлом водяного отопления, и сделать соответствующую качественную разводку.

Как сделать печь своими руками

Простой способ

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.

Печь Bullerian для воздушного контура

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.

, , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector