Как сделать печное отопление в частном доме с воздушным контуром

С помощью традиционного печного отопления, можно достаточно эффективно протапливать небольшие помещения без внутренних перегородок, примыкающих к стене, в которую оно вмонтировано. Недостатком такой системы является то, что циркуляция теплого воздуха ограничена стенами.

Интенсивность нагрева комнат зависит от степени отдаленности от печки. Использовать такой вариант для отопления жилого дома или коттеджа в несколько этажей не представляется возможным.

Для увеличения производительности некоторые хозяева решают установить водяной контур в уже существующую или еще строящуюся печку или камин. Как сделать водяное отопление от печи? Какие преимущества и недостатки имеет такое решение?

Монтаж водяного отопления от печи

Существует два основных способа сделать водяное отопление с помощью печи. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

• Сложить печку с водяным контуром. Готовая печь имеет высокий КПД 85-90%. Практически все получаемое тепло используется по назначению для нагревания теплоносителя. Процент неиспользуемого остатка тепловой энергии незначителен.Недостатком такой системы является необходимость постоянного контроля над горением топлива и циркуляции жидкости в системе отопления. Перегрев теплоносителя в данном случае может привести к взрыву контура. Чтобы снизить вероятность закипания жидкости сделать водяное отопление от печки рекомендуют с использованием трубы не меньше 5 см в разрезе.
• Установить водяной контур в уже построенную печь. Этот вариант не требует больших материальных затрат на переоборудование. Недостатком такого решения является ограничения в размерах связанные с объемом топочной камеры. Во время монтажа обязательным является соблюдение рекомендаций относительно диаметра используемой трубы.

https://youtube.com/watch?v=drJuzDrV8_k%3Ffeature%3Doembed

Каждый из вышеизложенных вариантов водяного отопления из печки имеет свои недостатки и положительные стороны. Минусы такой системы отопления можно уменьшить благодаря установке дополнительного циркуляционного оборудования.

Что необходимо учитывать при монтаже водяного контура

Единственным существенным недостатком того чтобы сделать водяное отопление с помощью печки заключается в опасности перегревания контура. Поэтому при его монтаже необходимо учитывать следующие рекомендации:

• Контур для печи. Лучше всего либо приобрести готовый регистр, либо заказать его в мастерской по обслуживанию печного оборудования. Мастер, который специализируется на этом, сможет произвести правильный замер и изготовить наиболее подходящий водяной контур.
• Толщина труб. Для теплообменника лучше всего использовать толстостенные трубы от 3-5 мм. Эта толщина является оптимальной, чтобы не допустить перегрева системы и одновременно поспособствовать быстрому нагреву теплоносителя.
• Зазор между стенкой и регистром. Этот фактор также способствует тому, чтобы водяной контур не перегревался, и для его работы было достаточно воздуха. Вполне достаточно будет оставить зазор в 1 см. толщиной. Этот же принцип необходимо учитывать, если необходимо встроить в печь теплообменник.

https://youtube.com/watch?v=BAfqf_eIUt8%3Fstart%3D3%26feature%3Doembed

Установленный в топочную камеру теплообменник уменьшает ее полезный объем, что не критично, если печное оборудование строится с нуля. Переоборудуя дровяную печь под водяное отопление необходимо учитывать этот коэффициент, так как он существенно влияет на общий объем топлива, который может вместиться от одной закладки.

Для изготовления регистра лучше всего использовать качественный металлопрокат. Использование термостойких труб позволяет избежать их прогорания. В дальнейшем устранение такой неисправности приведет к демонтажным работам, что связано с существенными затратами.

Дополнительное оборудование для печного отопления

Недостатками встраивания в печь теплообменника является вероятность закипания жидкости в водяном контуре во время топки помещения. Чтобы избежать этого, рекомендуется установить циркуляционное оборудование, которое способствует равномерному распределению тепла по всему зданию. Кроме него потребуется также установить:

• . Такое устройство помогает обеспечить циркуляционный насос достаточным количеством электроэнергии. Это может понадобиться в случае общего отключения электричества.
• . Устройство позволяет использовать естественную или принудительную циркуляцию в зависимости от наличия электроэнергии. Последние модели такого оборудования позволяют автоматически переключать режим. Этот блок особенно необходим, если в кирпичную печь сделать водяное отопление.

Согласно статистике встроить в печь котёл водяного отопления более выгодно, чем использовать некоторые модели твердотопливного оборудования. К тому же, пользоваться ей достаточно удобно, особенно если у нее есть варочная поверхность или духовой шкаф.

Правильно изготовленный и установленный контур позволяет снизить риск перегрева, в остальных вопросах печь с водяным контуром или регистром более эффективный метод обогрева жилых помещений, чем твердотопливный котел.

Производители печей быстро отзываются на пожелания потребителей, изменяя и модифицируя внутреннее устройство печного оборудования. Печи для отопления частного дома с водяным контуром – это комбинация классического твердотопливного котла и буржуйки или канадского Булерьяна.

Как устроены домашние печи с водяным обогревом

Металлическая печь для дома с водяным контуром отопления обогревает жилой дом комбинированным методом. Помещение, в котором установлена печка, прогревается за счет конвекции воздуха. В соседние комнаты тепло подается посредством жидкостного теплоносителя.

Устройство отопительной печи для дома с теплообменником отличают следующие особенности:

• Высокий КПД печи – наблюдаются незначительные теплопотери. На эффективность отопления дома не влияет количество комнат и этажей. В случае обычной конвекционной печи, интенсивность нагрева существенно снижается по мере удаленности от печки.
• Печь с теплообменником, оптимальное решение для установки в двухэтажном или одноэтажном доме с большим количеством комнат.
• – существует две основных разновидности печей. В качестве теплообменника используется змеевик или водяная рубашка. Печи подключаются к существующей системе отопления. После небольшого переоборудования появляется возможность отапливать помещения с помощью теплых полов.
• – бюджетные печи, изготавливаются из стали. Существуют печки из серого чугуна.
• Дополнительный функционал – некоторые модели, помимо обогрева, предназначены для приготовления пищи.

Ассортимент выпускаемых печей с встроенным теплообменником позволяет подобрать отопительное оборудование практически для каждого жилого помещения с необходимым функционалом и производительностью.

Дополнительный функционал (плита / духовка)

Кроме основного предназначения – обогрева помещений, печь с теплообменником может использоваться для приготовления пищи и нагрева горячей воды. В различных моделях предусмотрен дополнительный функционал: духовой шкаф и варочная поверхность:

Наличие дополнительного функционала влияет на стоимость печки с встроенным водяным контуром. Варочная поверхность изготавливается из чугуна и увеличивает цену до 30%. Духовые шкафы в основном встраиваются в дорогостоящие печи европейских производителей.

Какую печь с контуром выбрать для дома

Печь с нагревательным контуром предназначена для установки в качестве основного или дополнительного источника тепла. После подключения к системе отопления, появляется возможность отапливать весь дом, обеспечивать потребности жильцов в горячей воде.

При выборе, необходимо определиться с основными функциями и рабочими характеристиками выбираемой печки, и параметрами отапливаемого здания.

Во время подбора отопительного оборудования учитывают:

• Внешний вид.
• Характеристики здания.
• Основные функции (только отопление или обогрев + ГВС +приготовление пищи и т.п.).

После определения по указанным трем характеристикам, переходят к выбору печи, в зависимости от производительности и марки изготовителя.

Как сделать правильный расчет

Печь для водяного отопления дома на дровах рассчитывается так же как твердотопливный котел. Для вычисления необходимой производительности в расчет принимают формулу 1 кВт =10 м². Вычисления указанным способом подходят для жилых домов со средней степенью утепления, расположенных в средних широтах РФ, при условии, что высота потолков не превышает 2,7 м.

К коэффициенту мощности, высчитанной по формуле, требуется добавить порядка 10-15% запаса производительности, необходимой, чтобы печь продолжила эффективно отапливать дом во время сильных заморозков.

Какому производителю отдать предпочтение

Использование твердотопливных печей с водяным контуром для отопления загородного дома пользуется большим спросом, что побуждает крупнейших российских и европейских производителей проектировать и выпускать все новые модели.

Всю изготавливаемую продукцию для удобства делят на два класса: печки, предназначенные исключительно для обогрева и модели с встроенным дополнительным функционалом.

Современные виды печей для обогрева дома водяным отоплением предлагаются в следующих модификациях:

• Только отопление: Садовый от Stoker;BLIST и Ambasadore от BliST;Инженер Гидравлик от Термофор;
• Садовый от Stoker;
• BLIST и Ambasadore от BliST;
• Инженер Гидравлик от Термофор;
• Ермак-Термо и Аква от Ермак.
• Sideros DESIREE IDRO;
• Termo Magnum от MBS;
• Termo Sovrana от La Nordica;
• ТермоКухня от Klover;
• Country от J.Corradi;

Рейтинг производителей печей с водяной рубашкой постоянно меняется, но перечисленные выше модели пользуются неизменным спросом.Продукция европейских компаний стоит в 2-3 раза дороже, но отличается безупречным качеством и широким функционалом. Печи российских производителей приспособлены к отечественным условиям эксплуатации: неприхотливы к топливу, теплоносителю и т.п.

Основные принципы устройства водяного отопления в доме от печи

Водяное отопление в частном доме от печи на дровах проектируется, в зависимости от теплотехнических и эксплуатационных характеристик отапливаемого здания.

Существует несколько решений систем обогрева, имеющих свои преимущества и недостатки:

При выборе правильной схемы системы отопления, внимание обращают на общую схему разводки: одно и двухтрубное решение:

При подключении печи соблюдают принцип расположения важных узлов системы отопления:

• Расширительный бак монтируют в наивысшую точку системы.
• В самотечной системе трубы находятся под уклоном не менее 3°.
• Уровень расположения печи над полом – 15 см.

Отдельно проектируется система с внешним накопительным баком для теплоносителя. В инструкции к емкости, подключаемой к системе отопления, указывается номинальная мощность отопительного прибора, необходимая для полноценного нагрева. Точные вычисления делаются с помощью онлайн калькулятора или специалистом теплотехником.

Применение внешнего накопительного бака делает эксплуатацию печи максимально удобной. Тепло, получаемое во время пиковой теплоотдачи в процессе горения, аккумулируется в специальной емкости. После того как пламя в топочной камере погасло и теплообменник остыл, теплоноситель продолжает держать температуру, проходя через накопительный бак.

За и против обогрева дома – печь или котёл

Установка печи с водяным контуром в загородном доме целесообразна при условии обогрева небольшого здания с общей отапливаемой площадью не более 120 м². Для двухэтажных домов площадью 200 м² и выше, лучше приобрести твердотопливный котел.

Отзывы покупателей на самые современные печи показывают, что в моделях с 2012 года была существенно улучшена теплоотдача, при этом сохранились основные преимущества, недоступные для твердотопливных котлов:

• Возможность приготовления пищи.
• Небольшой вес и простота подключения.

Печное отопление с водяным контуром в деревянном доме имеет еще один плюс – высокую безопасность эксплуатации. Топка печи герметичная, исключается случайное возгорание в процессе горения. Стоимость печи приблизительно на треть меньше, чем у аналогичных по параметрам котлов.

Сделать водяное отопление в доме своими руками не представляет сложности. Печь устанавливается на ножки. Для подключения системы отопления предусмотрены два отвода.

Все указанные преимущества относятся к заводской продукции. Самодельные печки, как правило, имеют меньший КПД, дымят при работе, быстро прогорают и не в состоянии поддерживать полноценный обогрев дома.

При обогреве небольших домов, печка с водяным контуром может составить серьезную конкуренцию твердотопливному котлу. Но, отапливать помещения свыше 200 м², эффективнее и экономичнее котельным оборудованием.

Дрова и уголь остаются во многих регионах наиболее доступными видами топлива, с помощью которых отапливаются частные коттеджи. Однако печной обогрев выбирают не только из-за дешевизны и общедоступности энергоносителя, но и из-за низкой цены его обустройства.

При этом помимо множества плюсов печь с водяным контуром для отопления дома имеет и массу минусов. Далеко не всегда такой вариант бывает оптимальным. Давайте попробуем разобраться в нюансах такой системы отопления.

• Особенности обогрева на базе печки
• Устройство печного водяного отопления
• Выбор самого оптимального варианта
• Выводы и полезное видео по теме

Особенности обогрева на базе печки

Печное отопление – норма для российских деревень, надежность и практичность которого проверенна веками. И сегодня во многих деревенских домах стоят печи с плитой для готовки пищи и подом для выпечки хлеба.

Одни из них оборудуются водяным контуром отопительной системы, а другие нет. Но выкидывать их и менять на современные котлы хозяева сельского жилья не спешат. Более безотказного и беспроблемного способа обогрева еще не придумали.

Без контура с водой по дому дровяная печь способна прогреть лишь небольшое пространство вокруг себя. Для отопления одной-двух комнат такой вариант приемлем, но для большого коттеджа уже нет

В качестве топлива в подобных деревенских печах сжигают:

• уголь;
• торф;
• дрова;
• брикеты (евродрова).

Принципиальной разницы между этим типами топлива с точки зрения устройства печки внутри и разводки системы водяного отопления по частному дому нет. Одни из них дают больше жара, а другие прогорают дольше. Но конструкция топки и схема разводки труб с теплоносителем по комнатам во всех случаях одинаковы.

Делая выбор в пользу печного обогрева, не стоит забывать о противопожарных нормах устройства кирпичных печей – только их неукоснительное соблюдение позволит свести риск возникновения пожара к минимуму

Среди достоинств печного отопления числятся:

• отсутствие зависимости от наличия в сети электроэнергии;
• сравнительно низкая стоимость устройства отопительной системы;
• дешевизна твердого топлива и возможность использования разных его видов;
• предельная простота эксплуатации;
• длительная отдача тепла (для кирпичных конструкций);
• универсальность – подходит одновременно для обогрева и готовки еды.

Если частный дом невозможно подключить к магистральному газу, то дровяная печь будет наилучшим выбором для его отопления.

Единственное исключение – когда уголь или дрова недоступны в конкретной местности. Но такой вариант в России является скорее исключением, нежели нормой.

Два главных недостатка печей с водяным контуром – невозможность автоматизации работы и проблематичность регулировки теплоотдачи в отдельных комнатах

Также из недостатков печного отопления следует упомянуть:

• долгий прогрев системы до начала теплоотдачи;
• потеря массы полезного пространства в доме из-за массивности печи;
• большой вес печной конструкции из кирпича;
• низкий КПД из-за ухода значительного объема тепла в трубу;
• высокая пожароопасность при неправильной эксплуатации.

Кирпичная отопительно-варочная печь для частного дома с водяным отоплением в зависимости от конструкции и количества рядов может весить от 1,5 до 10 тонн. Плюс сюда добавляется вес трубы.

Фундамент для такой массы требуется мощный и дорогой по затратам, что также можно назвать минусом рассматриваемых отопительных систем.

Устройство печного водяного отопления

Печь для рассматриваемой системы обогрева в идеале необходимо рассчитывать и строить одновременно с домом. Если жилое строение уже возведено, то поставить в нем печную конструкцию из кирпича будет сложно. А зачастую это и вовсе оказывается невозможно из-за необходимости делать прочный фундамент и перестраивать стропильную систему.

Печь для водяного обогрева в частном доме может быть выполнена не только из кирпича, но и из стали в виде буржуйки с теплообменными трубами вокруг топки для нагрева теплоносителя

Водяное отопление на основе печи состоит из:

• непосредственно печки (металлической либо кирпичной);
• теплообменника внутри или вокруг печной топки, а также в форме змеевика вокруг дымохода;
• разнесенного по дому контура с теплоносителем и расширительным бачком на чердаке.

Также в отдельных случаях эта отопительная система дополняется циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Однако такой расширенный вариант применяется крайне редко, так как требует бесперебойного электропитания и приводит к удорожанию всей схемы.

А основной плюс водяного печного отопления – дешевизна устройства. Дополнять его дорогостоящими и склонными к поломке элементами не стоит.

Схема циркуляции воды в контуре

Система водяного отопления в домах выстраивается с естественной (гравитационной) либо принудительной циркуляцией теплоносителя. Если она делается на базе дровяной печки, то лучше всего предпочтение отдать первому варианту.

Схема разводки с естественной циркуляции воды более дешева по сравнению с принудительным аналогом, а также в отличие от него не требует электроснабжения

Водяное печное отопление рекомендуется обустраивать только в одноэтажных домах площадью до 150 м2. В этом случае его можно сделать гравитационным без дополнительных насосов.

Если необходимо обогреть коттедж в пару и более этажей, то лучше осуществлять это на базе более мощного котла. Печь для таких строений придется сооружать просто огромную, что дорого в реализации. Да и объемы топлива придется в нее закладывать каждый раз немалые. А делать так крайне не рекомендуется из-за увеличения рисков возникновения пожаров.

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

• теплообменника в составе печки;
• контура из металлического трубопровода;
• радиаторов (обычно заменяются толстыми трубами в комнатах);
• расширительного бачка.

Если водяной обогрев в загородном доме решено делать своими руками, то лучше его проектировать именно по этой схеме. Монтаж и расчет такого варианта выполнить проще, чем с принудительным движением воды.

Система с циркуляционным насосом больше подходит для котлов, на базе печки она теряет свою повышенную эффективность по теплоотдаче

Если бойлер автоматизирован и воду греет постоянно по мере необходимости, то дровяная печь протапливается раз или два в сутки. Именно в эти моменты теплоноситель в печной топке и нагревается, чтобы отдать тепло в помещениях. После гонять его насосом по трубам контура бессмысленно. Воду все равно ничто в холодной топке не будет подогревать.

Делая выбор в пользу печи на дровах или угле, хозяева частных домов обычно рассчитывают получить автономную систему обогрева. Если поставить в нее насосное оборудование, требующее для работы питание из электросети, то об автономности говорить будет сложно.

Печь — кирпичная или металлическая

Печь из кирпича дольше нагревается, но и дольше отдает тепло пространству вокруг себя. Аналог из стали наоборот быстро греется и также быстро после прогорания топлива остывает. Частично эта проблема решается за счет наличия в водяном контуре больших объемов теплоносителя.

Однако чем больше воды приходится хранить в системе, тем дороже она выходит по материалам.

Металлическую буржуйку с водяным змеевиком для отопительного контура в частных домах разрешается ставить прямо на деревянный пол без обустройства специального фундамента

Печь из стали под водяное отопление мощностью 5–15 кВт – без топлива и воды это конструкция весом 100–300 кг. Такую буржуйку без опаски можно поставить на усиленные лаги. Печные фундаменты требуется заливать, когда печка весит более 700–800 кг. Вот если она кирпичная, то без бетонных работ тогда точно не обойтись.

В сравнении с металлической, печь из кирпича весит больше, стоит дороже и сложнее в монтаже. Однако у нее выше КПД и меньше риски заморозки контура с порывом труб из-за образования внутри льда. Если все решено делать капитально для себя и постоянного проживания, то выбор рекомендуется останавливать на кирпичном варианте.

Трубы — нержавейка или металлопластик

Если система отопления строится на базе водогрейного котла, то обвязку его разрешается делать не только стальными трубами, но и металлопластиковыми и полипропиленовыми. Однако если воду будет греть дровяная печь, то контур с теплоносителем от нее стоит создавать только из нержавейки.

При большой закладке дров вода в змеевике печной топки может быстро разогреться до 100 градусов и закипеть, подобные температуры долгое время способна выдержать лишь сталь

Металлопластик рассчитан на работу с теплоносителем, разогретым до 90–95 °С. Кратковременно он способен перенести и нагрев до 110–120 °С. При этом автоматика котлов и бойлеров изначально не допускает прогрев воды до таких градусов. Для теплых полов она нагревается до 30–45 °С, а для батарей до 60–65 °С.

Однако в случае с дровяной печкой температуры под сотню – не просто возможны, а далеко нередки. Рисковать и играть в русскую рулетку, делая обвязку этой печи с помощью металлопластиковых труб, не рекомендуется. Лучше всего предпочтение отдать более надежной нержавеющей стали.

Вдобавок выходящие из топки от змеевика патрубки для подсоединения труб контура точно будут нагреваться до сильно высоких температур. От открытого огня их отделяет менее полуметра. Подсоединять к ним любые пластиковые трубы опасно из-за риска расплавления последних.

Теплоотдача — радиаторы или регистр

Подача тепла из печки в контур отопления осуществляется порциями по несколько часов, пока в топке горят дрова или уголь. Если воды в отопительной системе мало, то дом быстро будет выстывать. Поэтому в деревнях подобный обогрев обычно и делается из толстых стальных труб, а не на основе более привычных горожанам радиаторов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит просто идеально.

Классическая схема водяного печного отопления с естественной циркуляцией предполагает прямой контакт воды с атмосферой через расширительный бак, но обычным батареям воздух в теплоносителе противопоказан

Проложенная по дому труба диаметром 80–120 мм из нержавейки – это отопительный регистр, состоящий из подачи от печи и обратки к ней. В дальней от топки комнате эти линии соединяются воедино, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль внешних стен.

Выглядит регистр не столь эстетично, как радиатор. Зато первый вариант сильно дешевле и проще в самостоятельном изготовлении, нежели второй. Для его реализации надо лишь иметь опыт обращения со сварочным аппаратом.

Площадь теплоотдачи для подобного контура рассчитывается умножением числа ПИ на диаметр и длину трубы. Плюс в расчетах надо учесть тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.

Однако, зачастую, подобные вычисления не производятся, а берется труба диаметром 80–100 мм и прокладывается по периметру всего жилого здания с закольцовыванием в дальней комнате. При этом регулировка теплоотдачи производится «на глаз» и опытным путем в результате накладывания того или иного объема топлива в топку.

Не зря контуры из регистров вкупе с водяными печами так распространены. Их не нужно даже рассчитывать, достаточно взять подходящую трубу и сварить сваркой.

Подбираем теплообменник для топки

Теплообменник в печку можно сделать из меди, стали либо чугуна. Медный вариант сразу лучше исключить из-за высокой цены. Самостоятельно спаять такое устройство крайне проблематично.

Устанавливать внутрь топки чугунные батареи следует с осторожностью – из-за температурного шока отдельные их секции могут отсоединиться от соседних элементов

Чугун по техническим параметрам выигрывает у стали. Однако выполнить своими руками из него теплообменник для дровяной печки представляется проблематичным. Можно лишь взять для этого старую батарею. Но здесь надо учесть, что уплотнитель между ее секциями будет выгорать в топке. А это прямой путь к потере герметичности и выходу воды в топочную камеру.

Если теплообменник решено делать из чугунной батареи, то лучше всего брать для этого модели МС-110-300 или МС-90-300. Они небольшие и спокойно разместятся в топке. Площадь поверхности нагрева у них на каждое ребро будет порядка 0,14–0,16 м2.

Исходя из этих цифр, можно прикинуть – сколько потребуется секций для конкретного контура. На каждый 10 квадратов площади дома нужно 1 кВт, что будет приблизительно равно 0,1 м2 площади нагрева теплообменника из чугуна.

Ребра чугунного радиатора обычно соединяются с применением прокладок из теплостойкой резины. В печной топке такой резиновый уплотнитель сгорит, его нужно менять на асбестовый шнур

Еще один момент использования чугунной батареи в качестве теплообменника – это проблематичность ее чистки от сажи изнутри топки. Время от времени топочную камеру необходимо чистить, а рельефные ребра «чугунки» будут этому сильно мешать.

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

• змеевика из нескольких трубок;
• рубашки из листовой стали.

Сделать стальной теплообменник проще всего из листовой стали – однако у него в теплообмене будет участвовать лишь поверхность, обращенная внутрь топки к огню

Трубчатый вариант в плане теплообмена более эффективен, но он и более трудоемок в изготовлении.

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Если в печке будут сжигаться дрова, то Tcp=(700+300)/2=500 °С и Tk=(80+60)/2=70 °С. В итоге Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. То есть на квадратный метр обращенной к огню поверхности теплообменника выйдет приблизительно 7,5 кВт/час.

Для угля расчеты следующие – Tcp=(1000+600)/2=800 °С и Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.

Далее делим необходимую для обогрева конкретного дома мощность на вычисленную цифру, в зависимости от планов по использованию того или иного типа топлива.

Например, для коттеджа в 150 м2 нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м2. Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.

Если выбран трубчатый змеевик, то его длина рассчитывается по формуле:

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

Параметры рубашки из стального листа вычислить еще проще, она обычно представляет собой два прямоугольника по бокам топочной камеры.

Выбор самого оптимального варианта

В уже построенном доме массивную кирпичную печь поставить будет сложно. Водяное отопление в этом случае лучше всего организовывать на базе металлической буржуйки, которую разрешается ставить на усиленный деревянный пол без заливки фундамента.

Однако если есть возможность сделать фундаментную основу как положено, то предпочтение стоит отдавать более надежной печной конструкции из кирпича.

Водяной контур по дому для дровяной печи лучше всего делать из толстых стальных труб и с естественной циркуляцией теплоносителя

Установка в рассматриваемый отопительный контур циркуляционного насоса и/или гидроаккумулятора – это пустая трата денег и ноль дополнительной пользы. Они лишь усложнят монтаж системы. А при отключении света эти устройства и вовсе создадут проблемы. Тогда как вариант обогрева без них при проблемах в электросети продолжит спокойно отапливать дом.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор формы теплообменника в дровяную печку:

Обзор кирпичной печи для водяного отопления в коттедже:

Устройство отопительно-варочной печки из кирпича с разбором порядовки конструкции:

Назвать водяное отопление на основе дровяной печи идеальным и высокоэффективным сложно. Но этот вариант обогрева частных домом самый надежный, а также дешевый и простой в реализации. Только дополнять такой контур циркуляционным насосом и автоматикой не надо. Они работают от электросети и делают всю системы неавтономной, нивелируя ее один из основных плюсов.

Есть много способов обогрева частного дома, связанных с использованием газа и электричества. Но несмотря на изобилие современных методов, печное отопление все еще актуально при обустройстве загородных домов и дач.

Согласитесь, ничто так не подчеркивает колорит русской избы, как печь на дровах. Кроме того, твердотопливное отопление считается одним из экономичных вариантов.

Организацию системы обогрева начинают с выбора печного оборудования и определения типа отопительного контура. Предлагаем разобраться в устройстве и принципах функционирования водяного и воздушного отопления на базе печи. Для лучшего понимания вопроса мы дополнили материал схемами и наглядными фотографиями.

• Отопление с помощью воздушной системы
• Устройство водяного отопления на основе печи
• Предотвращение перемерзания системы отопления
• Выводы и полезное видео по теме

Отопление с помощью воздушной системы

Причина устойчивого предпочтения, которое владельцы частных домов отдают печному варианту отопления, заключается в экономичности эксплуатации — доступности дров, топливных брикетов или угля.

Недостаток состоит в ограниченности обрабатываемого пространства, который можно исключить путем устройства водяной и воздушной системы на основе кирпичного агрегата.

Специфика устройства отопления малоэтажных зданий печью представлена в фото-подборке:

Фото из

Печное отопление по сей день популярно в частном секторе как наименее затратный, независимый и доступный вариант обогрева

Существенным недостатком печной отопительной схемы считается ограниченность действия — печью сложно или вообще невозможно отопить более трех смежных комнат

Печь — отличный вариант для обогрева малогабаритных дачных домиков, частных коттеджей на 2 — 3 комнаты, охотничьих заимок

При проектировании печь не размещают у наружных стен, а устанавливают так, чтобы агрегат частично располагался по возможности в большинстве помещений

В организации печного отопления частных коттеджей используются не только традиционные русские сооружения, но и изготовленные на заводе модели со стальным или чугунным корпусом

Компактные агрегаты с тонкими стенками занимают минимум пространства, эффективно работают, оснащаются системами управления и контроля

Традиционные кирпичные печи делятся на агрегаты периодического и непрерывного действия. В первых процесс горения удлинен по времени, вторые необходимо постоянно топить

Для обогрева двухэтажных коттеджей устраивают двухэтажные агрегаты с одним дымоходом, внутри которого устраивается рассечка для оптимизации оттока дыма из обеих частей печи

Вариант печного отопления в частном домостроении

Пределы отопления печью загородных домов

Обогрев небольших коттеджей и дачных домиков

Нюансы расположения печей в малоэтажных домах

Стальная дровяная печь заводского производства

Тонкостенный твердотопливный агрегат

Толстостенная русская печь для дров, угля, торфа

Двухэтажная каменная печь в частном хозяйстве

Принцип функционирования воздушного отопления на базе печи или камина заключается в передаче теплого потока, подогретого до рабочей температуры в теплообменнике или в котле. Воздух поступает либо сразу в помещение, либо через воздуховоды.

Благодаря относительно небольшому пути он не успевает потерять температуру. В результате достигается равномерное распределение тепла по дому.

Камеру для нагрева воздуха устраивают над топкой, чтобы горячая верхняя поверхность топки и дымоход передавали ей максимальное количество тепла. Циркуляция воздуха происходит естественным образом или с помощью вентиляторов.

Стальная печь заводского производства для обогрева помещения площадью 120 кв. м с помощью воздушных потоков стоит около 12 000 рублей

Естественная циркуляция происходит в результате разницы плотности холодного и горячего воздуха. Холодный воздух, попадая в нагревательную камеру, вытесняет горячий в воздуховоды.

Такой способ не требует наличия электроэнергии, однако при недостаточно быстром движении воздуха через камеру нагревания он сильно раскаляется, что может вызвать проблемы.

Воздушное отопление с естественным движением нагретого воздуха предполагает установку воздуховодов для направленного движения. В принудительных вариантах перемещение воздуха стимулирует вентилятор (+)

Принудительная циркуляция происходит с применением вентиляторов или насосов. Однако нагрев помещений происходит более быстро и равномерно. При принудительной вентиляции, регулируя ее режим, можно легко управлять объемом подаваемого воздуха в различные помещения, тем самым определяя микроклимат отдельных комнат дома.

По типу подачи холодного воздуха системы делятся на две разновидности:

• С полной рециркуляцией. Нагретые воздушные массы чередуются с охлажденными в пределах одного помещения.  Минус схемы в том, что качество воздуха падает при прохождении каждого цикла нагрева/охлаждения.
• С частичной рекультивацией. Производится забор части свежего воздуха с улицы, который подмешивается к части воздуха из помещения. После нагрева смесь двух воздушных порций поставляется потребителю. Преимущество в стабильном качестве воздуха, недостаток в энергозависимости.

Понятно, что к первой группе относятся канальные системы с естественным движением воздушного теплоносителя. Ко второй относят варианты с принудительным перемещением воздуха, для движения которого необязательно устраивать сеть воздуховодов.

Приток воздуха с улицы дает системе с естественной циркуляцией дополнительный импульс, что позволяет обойтись без использования вентиляторов

Основные преимущества воздушного отопления по сравнению с водяным:

• высокий КПД;
• безаварийность;
• отсутствие радиаторов в помещениях.

Устройство контура с принудительным движением позволяет обойтись без сооружения системы воздуховодов. Вдобавок, эту разновидность можно совмещать с кондиционированием, увлажнением и ионизацией воздуха.

Если установка устройства, стимулирующего движение нагретого воздуха, не планируется, то в повышении производительности печки используются следующие способы:

Факторы обеспечения эффективности печи

Способы увеличения теплоотдачи

Варианты печных дымооборотов

Правила устройства дымооборотов

Повышение КПД самопроизвольно увеличит скорость движения воздушного потока: чем быстрее нагревается воздух, тем интенсивней происходит смена остывшей и нагретой воздушной массы.

Основные недостатки воздушного отопления по сравнению с водяным:

• при использовании печи температура подаваемого воздуха имеет значительный диапазон, в отличие от использования других средств нагрева;
• воздуховоды имеют большой диаметр, поэтому монтаж необходимо осуществлять на этапе строительства;
• желательно расположение печи в подвальном помещении, иначе необходимо применение вентиляторов, которые издают шум.

Движение воздуха в помещении имеет отрицательную сторону – поднимает пыль, однако использование фильтров на выходе из воздуховода позволяет эффективно эту пыль отлавливать, таким образом, уменьшая общее количество пыли в доме.

Другой особенностью воздушного отопления имеющую положительную и отрицательную стороны является скорость передачи тепла. С одной стороны – помещения нагреваются быстрее, чем при отоплении с помощью водяного контура, с другой стороны отсутствует тепловая инерция – как только печь или камин гаснет, то помещение сразу начинает остывать.

Для обеспечения равномерного давления в боковых ветвях воздуховода необходимо исключить их врезку в последние полметра магистрального воздуховода

В отличие от водяного отопления монтаж системы воздушного отопления не представляет никакой сложности. Все элементы (трубы, отводы, вентиляционные решетки) достаточно просто можно соединить без сварочных работ. Существуют гибкие воздуховоды, которые могут принимать любую форму, в зависимости от геометрии помещений.

Несмотря на это, системы воздушного отопления на базе печей или каминов не получили пока широкого распространения. Гораздо чаще в индивидуальном малоэтажном строительстве для обогрева помещений применяют водяной контур.

На основе печи или камина с кирпичной или стальной топкой можно устроить как воздушное, так и водяное отопление

Устройство водяного отопления на основе печи

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

Основные элементы водяного отопления

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.

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

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.

Виды теплообменника и способы размещения

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.

Теплообменник для водяного отопления на основе печи можно устроить из подручных материалов:

Теплообменник кирпичной печи

Теплообменник из чугунной батареи

Тип принудительного отопления

Теплообменник в варочной печи

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.

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.

Циркуляция воды в отопительном контуре

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 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.

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.

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.

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

Правила использования расширительного бака

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.

Бак открытого типа оснащает водяной контур печного отопления гравитационного типа, то есть с естественной транспортировкой теплоносителя. Представляет собой металлическую емкость произвольной формы, расположенной на самом верху отопительного контура. Он напрямую сообщается с атмосферой, из-за чего частично испаряется теплоноситель.

Трубопровод подключается к дну или нижней четверти бака, а к верху него приваривается патрубок для отвода воды в случае перелива и осуществления выхода воздуха из системы.  Практика показывает, что объем бака открытого типа должен составлять не менее 15% от объема воды в системе отопления.

Бак расширитель открытого типа располагают, как правило, в техническом помещении и его внешний вид не имеет никакого значения

Бак закрытого или мембранного типа представляет собой закрытый сосуд с мембраной внутри. Вода, нагреваясь, увеличивает давление, растягивает мембрану и поступает в бак.В случае превышения давления срабатывает автоматика, и излишек теплоносителя сбрасывается в канализацию.

После первого сброса обычно больше не возникает причин для его повторного производства, так как объем теплоносителя становится равным объему системы.

Закрытый мембранный бачок монтируют перед насосом. Такая емкость, в отличие от бака открытого типа, не может избавляться от воздуха сама, поэтому наверху контура отопления необходимо установить кран Маевского (механический воздухоотводчик) или его автоматический аналог.

Единственный элемент мембранного бака, который со временем может выйти из строя – мембрана, поэтому лучше покупать бак с возможностью ее замены.

При покупке бака закрытого типа, который иногда называют гидроаккумулятором, главное не перепутать его с гидроаккумулятором для водоснабжения.

Для мембранного бака, который используется в отоплении, рабочая температура имеет значение до 120°С, а давление – до 3 Бар. Для водоснабжения используют баки с температурой до 70°С и давлением до 10 Бар.

Выбор между трубами и радиаторами

В качестве водяного контура при печном отоплении можно использовать систему пластиковых труб с радиаторами (батареями) или систему металлических труб. Основное преимущество применения радиаторов заключается в том, что они красивее выглядят по сравнению с массивными воздуховодами.

Пластиковую разводку можно без труда спрятать в пол, так как она не отдает тепло. Хотя по правилам разводка водяного отопления должна быть открытой. Однако у полимерных трубопроводов есть ограничения: их нельзя прокладывать там, где есть вероятность оплавления и прямого действия УФ.

Преимущество металлических труб заключается в более низкой цене всего отопительного контура, простоте монтажа и реже возникающими проблемами при эксплуатации системы.

Использование металлических труб отопления вместо системы радиаторов с металлопластиковой подводкой оправдано, если не важна эстетическая составляющая дизайна помещения

Значимым преимуществом системы с радиаторами является простота регулировки температуры. Даже самые точные расчеты температурного режима помещения могут быть скорректированы. Например, маленькому ребенку до 6 месяцев рекомендована температура 19-21°С, в то время как комфортной температурой в остальном доме считают 25°С.

Чтобы обеспечить такую температуру в течение длительного периода времени в комнате надо полностью или частично закрыть кран подачи тепла к одному из радиаторов. В случае металлической трубы вопрос тоже можно решить, но более сложным способом: уменьшить теплоотдачу сегмента трубы с помощью пенополиуретановой или фольгированной скорлупы.

Еще одним вариантом отопительного контура может быть водяной теплый пол. Это очень комфортный по ощущению человека вид подачи тепла, однако монтаж теплого пола значительно более трудоемкий, чем рассмотренные ранее варианты.

К тому же при использовании теплого пола нет возможности обеспечить уклон для естественной циркуляции воды, что в сочетании с небольшим диаметром труб теплого пола приводит к обязательному условию применения циркуляционного насоса.

Чтобы продавить воду через трубы теплого пола необходимо использовать насос, естественная циркуляция не будет работать при такой геометрии системы отопления