Котел в кирпичную печь для загородного дома своими руками

В этой статье расскажем об особенностях установки и работы кирпичных печей Кузнецова. Узнаете, какие виды данных печей существуют, почему в конструкции именно два колпака, и для какой цели они устанавливаются.

Печи в домах

Истории создания

В истории создания домашних кирпичных печей, особенно известны мастера и разработчики Кузнецов И. В., Грум-Гржимайло, Подгородников И.С. Кузнецов является автором 150 разработок, которые были воплощены в реальность.

Особую популярность приобрели печи Кузнецова с водяным отоплением. Они признаны не только в постсоветских странах, но и заграницей.

Дымоходы

Классические печи в домах в комплекте с варочными панелями, несмотря на отличия в конструкции, имеют одну особенность, которая их объединяет – естественная тяга дымоотвода.

Эта особенность имеет непосредственное влияние на эффективную работу печи. Без природной тяги, печь не сможет работать, даже современные котлы на твердом топливе нуждаются в этом.

Кладка и кирпич

Принцип кладки кирпича

Печники с давних времен пользуются заслуженным уважением. Мастера своего дела создают печи с котлом отопления, у которых всегда хорошая «тяга» и равномерно прогретая поверхность.

Есть несколько общих правил, которые соблюдают все без исключения специалисты:

  • Топочные камеры изготавливают из огнеупорных материалов. Открытый огонь легко может повредить обычный кирпич и даже камень.
  • Не стоит экономить на материалах, укладывая стенки в четверть кирпича. Это снижает надежность и устойчивость всей конструкции.
  • Необходимо тщательно следить за герметичностью швов. Любая щель впоследствии будет пропускать угарный газ, что опасно для жизни обитателей дома.

Иногда владельцы домов прибегают к небольшой хитрости, обустраивая отдельно камеры для обогрева и приготовления пищи летом. Это вполне оправданное решение, позволяющее экономить топливо в теплое время года.

Технические характеристики популярных модели печей с водяным контуром

В интернете можно найти множество статей о том, как самостоятельно изготовить печи отопительные с водяным контуром и установить их. Тогда почему же заводские агрегаты так популярны и востребованы? Для начала заметим, что вы покупаете полностью готовую конструкцию с высокими показателями качества и степенью безопасности. Готовая модель имеет презентабельный внешний вид и небольшие размеры, её несложно установить собственными силами. Сегодня имеется большой выбор отопительных устройств на рынке по приемлемой стоимости. Понятно, что цена печей зарубежных фирм-производителей (EdilKamin Aqua, Hark, Kastor и т.д.) выше, нежели отечественных (Бавария, Каракан, Бренеран-Акватэн). И, конечно, покупая готовую модель, вы получаете гарантию производителя.

Выбирая печь для своего дома, обратите внимание на такие показатели:

  • мощность – размеры и вес печи зависят от неё. Если печь небольшая, тогда основание под неё сооружать совсем необязательно. Но если мощность агрегата велика, тогда для такого тяжёлого устройства нужен отдельный постамент;
  • площадь, которую сможет обогреть печь. Так, для 50 куб.м. загородного дома требуется печь мощностью 2 кВт.

Модели, по образу и подобию схожие с печью:

  • котлы с водяным контуром – позволяют отопить помещение площадью до 180 кв. м. В качестве топлива используются дрова. Такой стальной котёл имеет встроенный электрический блок, т.е. функционирует на электричестве.
  • камины с водяным контуром – объединяют функции классического камина и твёрдотопливного котла. Вода нагревается при помощи циркуляционных насосов. Могут быть оборудованы плитой для приготовленияпищи.

Разновидности отопительных печей с водяным контуром

  • на дровах;
  • на отработке;
  • на газу и твердом топливе.
Читайте также:  Как установить розетку

Дровяные печи

  • Чугунными. Подходят для дома с точки зрения того, что они накапливают тепло и долго его сохраняют. Это помогает равномерно доставлять тепло по всей отопительной системе. Особенность конструкции – водяная рубашка, состоящая из нескольких сваренных между собой листов и ножек с регулируемыми винтами. С их помощью осуществляется выравнивание печи по контуру. Чугунные печи для отопления с водяным контуром работают только с водой, то есть использование их в системе без теплоносителя запрещено.
  • Стальными. Имеют компактные габариты – их рабочий объем составляет 40 литров. Могут устанавливаться в любых местах.
  • Кирпичными. Являются самыми распространенными и практичными. Они могут работать как самостоятельно, так и от электросети. При необходимости в них можно встраивать котлы.

Отопительные печи с водяным контуром на отработке

Отопительные печи на газу и твердом топливе с водяным контуром

БулерьянОсобенность отопительных печей длительного горения с водяным контуром – встроенная система вентиляции и заслонки. Они могут отапливаться не только дровами, но также опилками и углем.

Теплообменник — что это

Теплообменник — это полая емкость, заполненная водой, вмонтированная в конструкцию печи. Теплообменник соединяется с системой труб и/или баков, по которым циркулирует вода, разогретая во время топки печи.

В зависимости от конструкции, движение воды по системе осуществляется естественным способом или принудительным (с помощью насоса). Принцип работы теплообменника банной печи в том, что разогретая вода поступает в отопительные батареи и бак для душа, а холодная перетекает в теплообменник и нагревается. Процесс происходит в течение всего времени топки.

Существует несколько конструкций теплообменников:

  • Внутренний теплообменник — емкость с водой для нагрева помещается в топку печи. Конструкция емкости может быть любой — в виде бака, образующего одну стену топки или змеевика из труб, опоясывающего топочное отделение.
  • Внешний теплообменник — модуль помещают снаружи печи, обычно он опоясывает печную трубу, нагреваясь от температуры горячих газов, выводимых через трубу в процессе горения топлива в печке.

Вода, циркулирующая в системе, может использоваться как для отопления помещения, так и для нагрева воды для мытья. Конструктивно печь для бани с теплообменником для воды не отличается от обычной печки с местным водяным отоплением.

Для монтажа системы с двумя функциями (обогрева помещения и получения горячей воды) придется предусмотреть бак для воды и правильно рассчитать протяженность и диаметр труб для оптимальной работы системы.

Наибольший КПД имеет система, в которой соблюдены условия:

  1. Протяженность труб не более 3 м;
  2. Диметр труб больше 1 дюйма — при маленьком просвете жидкость не сможет нормально циркулировать без помощи насоса;
  3. Открытая система нагрева воды — в расширительный бак организован доступ воздуха.

Такая конструкция не потребует дополнительных затрат энергии (в том числе электрической – для насоса) и обеспечит обогрев помещения и горячую воду.

Примечание: для обогрева помещения в системе местного отопления можно использовать антифриз — он не боится низких температур, поэтому во время длительных простоев в зимнее время не придется сливать жидкость из системы. На практике такой теплоноситель используется очень редко из-за его высокой стоимости.

Строительство отопительного устройства с водяной рубашкой

Особенности кирпичной кладки

Водяной контур можно интегрировать как в отопительную печь, так и в отопительно-варочную. В обоих случаях технология кладки кардинально отличаться не будет. Формируется топка и зольник, дымовые каналы и труба аналогичного сечения, применяются стандартные дверцы, шиберы и варочные плиты. Основное отличие заключается в увеличенных размерах топочной камеры, где должен поместиться теплообменник и должно остаться место для полноценной загрузки дров. Если змеевик располагается в другом месте теплогенератора, тогда топочная камера тоже остаётся без изменений.

Иногда регистры врезают прямо в кладку ядра

Важно! Между водяной рубашкой и кирпичной кладкой должен оставаться зазор порядка 10-12 мм, чтобы при температурном расширении металл не распирал печку, и горячие газы «облизывали» теплообменник со всех сторон.

Для возведения основного массива и трубы используется полнотелый печной кирпич и глиняный раствор. Чтобы защитить стенки топки, создаётся ядро из шамота и огнеупорного раствора, которое не перевязывается с рядовой кладкой.

Применение теплообменника

Важным узлом печи для водяного отопления дома является теплообменник, его часто называют: «регистр», «водяная рубашка», «котёл», «змеевик». Это изделие из металла (в основном из стали, хотя есть и заводские чугунные модели), которое устанавливается внутри топки, либо в полостях по пути отвода дымовых газов. В отопительно-варочных печах теплообменник может служить основанием для установки чугунной кухонной плиты.

Варианты теплообменника из труб и листа

Данный элемент приходится изготавливать под заказ. Для изготовления, как правило, используются стальные трубы с толстыми стенками (от 3 мм), диаметром 40-50 мм. Также для съёма тепла можно сварить водяную рубашку из листовой стали. Обычно это короб П-образного сечения, который ставится внутри топки и является её стенками.

Важно! Считается, что установка теплообменника в дымообороте предпочтительнее, чем в топке. В этом случае ничто не мешает процессу горения, а металл змеевика будет служить дольше из-за более щадящего режима эксплуатации.

Змеевик находится вне топки, прямого контакта с огнём не будет

Достоинства и недостатки водяной печи отопления

Водяные печи отопления обладают следующими достоинствами:

  1. Полная энергонезависимость – для открытой и комбинированной схемы;
  2. Повышенный КПД по сравнению с традиционными печами;
  3. Привлекательный внешний вид заводских моделей, оригинальная конфигурация в качестве камина;
  4. Более равномерное распределение тепла по отдельным помещением посредством жидкого теплоносителя;
  5. Многофункциональность – возможность приготовления пищи, нагрева воды.

Наряду с преимуществами печи водяного отопления имеют весомые недостатки:

Кладка печи

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

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

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

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

Регулярно помешивайте раствор и по необходимости добавляйте воду.

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

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

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

Видео – Приготовление глины

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

Как выбрать

При выборе печи в жилой дом теплообменник для дымохода лучше не использовать, так как при постоянном использовании это чревато появлением конденсата и засорением трубы. Оптимальным вариантом являются:

  • Для радиаторного отопления с температурой теплоносителя до 95°С – бойлер, встроенный в печи, регистр труб, установленный непосредственно в топке.
  • Для систем теплого пола, горячего плинтуса или низкотемпературной радиаторной системы отопления – внешний регистр труб, теплообменники по корпусу или змеевик с возможностью регулировки потока горячих газов через него.

Отопление с естественной циркуляции при использовании дровяной печи будет хорошо работать только при наличии второго этажа или высоко поднятой верхней разводки. Только так можно с момента розжига печи поддерживать поток теплоносителя, исключая его перегрев.

Для установки в жилом помещении лучше предпочесть печи со стеклянной дверцей топки или камины со встроенными водяными теплообменниками. Для бани производители всегда предлагают отдельные модели, способные выдержать высокую влажность, имеющие подходящую по объему топку и отсек для камней.

Печи длительного горения лучше устанавливать в отдельном помещении с хорошей вентиляций и надежной изоляцией от жилой зоны. Учитывая особенности их работы, лучше предпочесть внешний теплообменник по корпусу печи, что не даст теплоносителю перегреваться и закипать и не окажет влияния на режим работы печи даже в период максимальных теплопотерь.

При подборе мощности следует ориентироваться на указания производителя, в инструкции указывается общая мощность печи и отдельно мощность водяного теплообменника. Данный параметр указывается для определенного перепада температур, например для режима 90/70, когда вода нагревается до 90°С и остывает в контуре отопления на 20°С.

Мощность теплораспределения, суммарная теплоотдача радиаторов должна соответствовать выходной мощности печи. Превышение грозит образованием конденсата на теплообменнике и внутренних поверхностях печи и дымохода, а при недостаточной мощности радиаторов теплоноситель может перегреться.

Виды теплообменников

Змеевик

Простое устройство может быть эффективным по-разному – в зависимости от вида. Классификацию проводят по нескольким критериям. Различные модели заводских или кустарных теплообменников, например, в баню, отличаются:

  • конструкцией,
  • местом установки,
  • материалом.

Эти факторы влияют друг на друга и на особенности теплообменного агрегата в целом: его стоимость, КПД, производительность, объем системы, сложность установки и пр.

Конструкция

Конструктивные отличия во многом зависят от назначения изделия. Например, нагрев воды для мытья предполагает существенный объем и интенсивную теплопередачу. А использование только для отопления требует постепенной передачи тепла теплоносителю.

  • Змеевик – гнутая под разными углами труба. Быстро прогревается, но часто не обладает достаточным объемом. Подходит для монтажа в дровяную топку, за топку, в каменку, на дымоход (если змеевик – спиралевидный).
  • Регистр – аналог трубного радиатора, пожалуй, самый популярный, универсальный, энергоэффективный. Как правило, это несколько труб большого диаметра, соединенных тонкими трубками. Выбор конкретной формы и места установки ограничен фантазией автора, а также общей схемой.
  • Дипломат – одна или несколько соединенных между собой емкостей с патрубками. Это распространенная модель, простая в сборке и монтаже. Печь для бани с теплообменником такого типа обеспечит тепло, жар, горячую воду. Недостатки – существенный объем снижает скорость прогрева, ограничивает выбор места для монтажа. Примитивная форма не способствует полноценной теплопередаче, мешая прогреву частей самой печки. Поэтому хорошо подходит только для монтажа внутрь каменки (если речь о бане), за нее или за топку.
  • Водяная рубашка – кожух, устанавливаемый на прогреваемые изнутри части теплогенератора. Зачастую это цилиндр с патрубками, надетый на дымоход. Сложен для кустарной сборки, подвержен протечкам, зато не требует разборки печки для монтажа и достаточно эффективен.

Водяная рубашка

Виды теплообменников

Дипломат

Регистр

Выбор модели обычно связан не столько с КПД и ценой, сколько со сложностью установки. Например, некоторые модификации водяных «рубашек», «змеевиков» и «дипломатов» монтируются без разборки печи. Максимум – модернизация части трубы или замена чугунной плиты (для готовки) на «дипломат».

Виды теплообменников

Теплообменные регистры, как правило, предпочтительнее других устройств. Однако устанавливаются они только при строительстве новой печки или серьезной переделке старой.

Материал

Медный теплообменник

Виды теплообменников

Проектируя печь либо камин с каким-либо теплообменником, инженер (или печник) учитывает параметры материалов. Необходимые свойства – огнеупорность, эластичность, стойкость к коррозии, теплоемкость, теплопроводность. Обладают этими характеристиками только металлы.

  • Сталь прекрасно подходит по всем параметрам, кроме стойкости к коррозии. Однако если теплоноситель залит всегда, ржаветь она не будет.
  • Нержавеющая сталь не имеет недостатков, кроме высокой цены и сложности сварки. Оцинкованная сталь почти не применяется из-за токсичных выделений, связанных с высокими температурами.
  • Чугун, недостатки которого – сложность сварки и высокая вероятность образования трещин (из-за резких перепадов температуры при неравномерном нагреве).
  • Медь, которая всем хороша, кроме высокой цены и соединением частей пайкой. Припой «не держит» сильный нагрев, если слита вода, поэтому применение меди ограничено.

Выбор, как правило, связан с наличием или доступностью материала. Нередко встречаются банные печи с чугунным теплообменником, представляющим собой доработанную батарею. Доработка заключается в проварке стыков секций и заглушек в лишних отверстиях. Тем самым получают теплообменный регистр, обладающий всеми нужными свойствами. Его недостаток – громоздкость, ограничивающая выбор места.