Обустройство водяного отопления в частном доме

Существует масса способов обогрева собственного дома: современное оборудование, включенное в многоконтурные схемы, система «теплый пол», обогрев с помощью разогретого потока воздуха, и солнечной энергии. Проверенные столетиями методы не остались в стороне. Даже в XXI веке огромное количество владельцев загородной недвижимости используют кирпичные печи с водяным отоплением для дома. Именно о них и пойдет речь в этой публикации.

Специфика системы отопления

Стандартный метод обогрева печью неравномерно распределяет тепло, основная масса тепла около самой печи, но чем дальше от нее отойти, тем будет холоднее. А вот наличие контура даст возможность распространить тепло по всему жилому помещению. И с помощью одной печи, вы сможете обогреть все имеющиеся комнаты в доме. Печь так же нагревает стены и дымовой канал, что так же важно при отапливании. Работа подобного способа обогрева основана на принципе твердотопливного котла, за исключением водного контура и вещества, используемого для передачи тепловой энергии.

Остовом этого строения служит деталь змеевик, которая является частью целого теплообменника, к которому и подсоединяется вся остальная цепочка.

Особенности печного обогрева

Почему стали так популярны печи, включенные в водяной отопительный контур? Ответ напрашивается сам собой. Все дело в принципе действия такой системы обогрева: при сжигании топлива в классической печи происходит нагрев ее массива, который и является единственным теплообменником. Благодаря достаточно большой площади, грамотной конструкции и правильному расположению, такое сооружение сможет обогреть 2-3 комнаты одноэтажного дома.

Основным недостатком является то, что тепло от массива (корпуса) по помещению распространяется неравномерно: чем ближе к нему – тем теплее, чем дальше – тем холоднее. Печь для дома с водяным отоплением решает эти проблемы.

  • Благодаря такой конструкции значительно увеличивается КПД устройства.
  • Водяной контур позволяет более рационально распределить тепло.
  • Можно легко организовать обогрев двух – трехэтажного частного дома.

Бонусом в такой конструкции является то, что кроме батарей происходит нагрев массива и дымовых каналов, а это достаточно большая площадь для теплообмена, которая участвует в прогреве помещений.

Дровяные печи для отопления дома: преимущества и недостатки

Традиционный камин или обычная печь нагревают воздух в помещении с помощью конвекционного и радиационного теплообмена. Толстые печные стенки отдают тепловую энергию окружающей среде, нагревая и предметы обстановки и воздух в помещении. Постепенно место холодного воздуха занимает теплый.

Печное отопление имеет массу неоспоримых достоинств:

Дровяные печи для отопления дома: преимущества и недостатки
  • из всех видов теплообмена, радиационный является особенно комфортным. Это единственный способ теплообмена, в котором не участвует непосредственно теплоноситель;
  • не нуждается в наличии газовых и электрических коммуникаций. Требуемое для отопления топливо вполне доступно, достаточно дешево, экологически безвредно;
  • в теплое время года габаритная каменная печь осуществляет своеобразное кондиционирование помещения. Имея свой собственный фундамент, с его помощью она может выводить в грунт лишнее тепло;
  • большая часть печей способна выполнять разные функции – отопление помещения, готовка еды, нагрев воды;
  • камин или печь создают в жилище особо теплую и уютную атмосферу, часто определяя общий стиль дома;

Но, наряду с достоинствами, отопление печью имеет и некоторые недостатки:

  • инерционность – любая кирпичная печка нуждается в определенном количестве времени для выхода в рабочий режим и хорошего разогрева. Но чугунные изделия, печи-камины, булерьяны и буржуйки от данного недостатка избавлены;
  • размеры – греющая мощность печи прямо связана с ее величиной;
  • низкий КПД, объясняемый большими потерями тепла. Много тепловой энергии улетучивается с дымом в трубу;
  • неравномерное распределение температуры в жилище. Холодный воздух в комнате постепенно заменяется теплым, но не достаточно равномерно. Возле печи обычно бывает слишком жарко, а на расстоянии от нее может быть довольно прохладно;
  • печью можно обогреть только прилегающее к ней помещение, поэтому в удаленных от нее комнатах необходимо дополнительное отапливающее устройство;
  • устройство требует фактически постоянного обслуживания: необходимо периодически подбрасывать в нее топливо, поддерживать активное горение, чистить дымоходы и зольники от мусора и сажи, контролировать и регулировать тягу;
  • сложность обслуживания – процессом горения необходимо управлять, это достаточно ответственная задача;
  • наличие отличной тяги – она просто необходима для процесса горения и своевременного удаления газовых отходов;
  • обеспечение топливом – запас топлива должен постоянно возобновляться. Зола и шлак должны удаляться;
  • пожароопасность – чтобы обезопасить отопительное устройство, необходимо тщательно изолировать дымоходы. Особенно это касается строений из дерева. Еще один фактор повышенной опасности – невозможность моментального прекращения горения.
Дровяные печи для отопления дома: преимущества и недостатки

Из чего состоят водяные отопительные системы

Основным элементом водяной системы отопления является котел. Он может работать с любым видом топлива, будь это дрова или уголь, электричество, вода или газ. Самыми распространенными устройствами среди потребителей стали котлы на твердом топливе и газу.

Читайте также:  Как и что можно сделать из старого бойлера своими руками?

Кстати, водяная система отопления может устанавливаться сразу на несколько котлов. Но при этом важно наличие определенного оборудования, позволяющего переключаться между агрегатами.

Водяная отопительная система включается в себя обогревательный котел, трубопровод и, конечно же, батареи. Именно по этим элементам движется жидкость или антифриз.

Трубы, которые используются для отопительной системы:

  • Стальные – могут быть нержавеющими и оцинкованными, что делает их невосприимчивыми к коррозии;
  • Медные – прекрасно выдерживают высокое давление и температуры, отличаются своей надежностью;
  • Металлопластиковые – не подвержены коррозии, удобны в установке, но плохо переносят перепады температур, из-за чего могут дать течьВсе необходимое для водяного отопления можно приобрести в специализированном магазине

Помимо всего прочего, в систему отопления входят расширительные баки и элементы, регулирующие сам процесс обогрева. Как правило, это различные терморегуляторы, предохранительные клапаны, циркуляционный насос, манометр, запорные и автоматические отводчики.

Как сделать водяной контур в кирпичной печи

Специалисты отмечают следующие достоинства системы:

Рекомендуем к прочтению:Виды печей и каминов для отопления дома

  • Кирпичная печь с котлом водяного отопления является неплохим аккумулятором тепла. То есть, кроме запуска и транспортировки теплоносителя печь сама неплохо накапливает и отдает тепло в помещение, в котором она расположена.
  • Конструкция дополняется варочной панелью, что позволяет экономить прочие энергоносители. Причем для совмещения плиты и печи не придется делать разные дымоходы, достаточно одного.
  • Передача тепла равномерная, вода будет прогреваться постепенно, а значит, температура теплоносителя не снизится до тех пор, пока не погаснет огонь в топке. Таким образом прогрев помещений осуществляется в мягком и постоянном режиме.

Печка остывает долго, поэтому жидкость останется горячей, поддерживая тепло в комнатах дома. Минус только один – сложности при обустройстве системы.

Самые распространенные ошибки:

  1. Встроенный теплообменник в топливник печи не работает в должном режиме из-за снижения объема. КПД уменьшается, при интенсивной циркуляции охлажденной воды накапливается сажа, что приведет к порче всей системы.
  2. При встраивании теплообменника в дымовые каналы нарушается пропускная способность элементов. Это приводит к возврату угарного газа в помещение, отравлению.
  3. Вмурованный в кладку теплообменник при нагревании расширяется, расшатывая кладку, печь, соответственно, все строение быстро разрушится.
  4. Теплообменник высокой мощности встроен в дымоход, из-за чего снижается температура дымовых газов (происходит охлаждение водой). В итоге образуется конденсат, разрушающий всю систему, трубу и саму печь.

Чтобы не допустить неприятностей, следует либо пользоваться готовыми конструкциями, либо вызывать мастеров, которые умеют обустраивать систему отопления из печи с водяным контуром.

Читайте также:  Инфракрасная пленка на потолок: актуально и практично

Виды теплообменников и зоны их расположения в печи из кирпича

Различаются элементы по типу материала, из которого они изготовлены:

  • Медь. Металл с высоким показателем теплопроводности, но внутри печей применять нельзя. Температура оплавления медных элементов 1083 С, в топке температура поднимается до 1400 С.
  • Чугун. Прочный и стойкий к огню, коррозии материал, но хрупкий и не переносящий перепадов температуры. Если в теплообменник долить порцию холодной воды, когда теплоноситель уже нагрет, чугун лопнет.
  • Сталь. Хорошая альтернатива, но только если это жаропрочные сорта стали, причем толщина стенки должна быть 3-5 мм, трубы следует брать бесшовные. Недостаток в нестойкости к коррозии, поэтому следует брать стальные теплообменники для печей, работающих в закрытой системе отопления.
  • Нержавеющая сталь. Это хороший выбор для владельцев частных домов. Марка изделия AISI 3040 гарантирует прочность, длительность срока службы, износостойкость и неподверженность коррозии.

Из чего делать теплообменник

Своими руками деталь можно изготовить из листовой стали или трубы.

Особенности следующие:

Как рассчитать мощность теплообменника и его размеры

Стандартная формула расчетов – на 10 м2 площади нужно 1 кВт тепла. Чтобы просчитать мощность теплообменника, нужно взять за правило, что с 1 м2 элемента можно снять до 10 кВт тепла. Средние подсчеты показывают – при отоплении дровами с 1 м2 теплообменника в топливнике выходит до 6 кВт тепловой энергии в час. При отоплении углем до 8-10 кВт в час.

Пример расчета площади для дома, которому в час нужно 15 кВт тепловой энергии по формуле S=Q/Qу равно 15/6=2,5 м2. Здесь S = площадь дома, Q – тепловая энергия требуемая, Qу – тепловая энергия выделяемая. Расчет приведен для топки из стального листа. Получается, что общая площадь теплообменника, соприкасающегося с горячей средой в топке, равна 2,5 м2.

Правила монтажа водяного контура в печь

Чтобы поставить самодельный котел в печку для водяного отопления необходимо соблюдать правила:

  • теплообменник устанавливается только в печь, которая предусматривает наличие элемента;
  • после изготовления теплообменника его опрессовывают под давлением в 6 бар до установки на место и после монтажа в топку;
  • компенсационный зазор между стенками печи и теплообменника должен быть не менее 5 мм, сюда лучше поместить жаропрочный уплотнитель;
  • для соединения с трубами перемещения теплоносителя применяются жаропрочные уплотнители.

Правила эксплуатации

Требований немного:

  1. Нельзя запускать работу без жидкости. Также запрещено отсекать теплообменную систему от отопления при работающей печи.
  2. Доливать холодную воду в систему при нагретой жидкости нельзя, чтобы не спровоцировать прорыв сварных швов.
  3. Для увеличения эффективности можно поставить циркуляционный насос с байпасом.

Обустройство печи с варочной панелью и водяным контуром своими руками

Чтобы выполнить работы мастеру потребуется немалый опыт, материалы и терпение. Следует учитывать особенности выкладки дымоходов и сооружения печных конструкций. Понять нюансы технологии и сделать домашнее дровяное отопление с водяным контуром поможет видео от мастеров.

Гидравлический расчет

Гидравлический расчет обычно проводят специалисты при проектировании сложных систем. Калькулятор расчета включает в себя расчеты потерь на всех участках системы в зависимости от скорости теплоносителя, разницы температур подачи и обратки, шероховатости труб, диаметра, поворотов, сужений, наличия термоклапанов, приборов балансировки, кранов, типа теплогенератора и количества радиаторов, фитингов, плотности и вязкости жидкости. Расчет сложный, и при монтаже системы частного дома обычно обходятся без него.

Выбор труб для отопления

Эффективное теплоснабжение помещений зависит не только от мощности источника тепла, количества секций радиаторов и от того, насколько грамотно выбрана схема разводки отопления в частном доме. Многое определяется тем, насколько правильно подобраны отопительные магистрали.

Главными критериями, по которым осуществляется выбор отопительных трубопроводов:

  • Диаметр их сечения. Чем он больше, тем выше пропускная способность магистралей, меньше нагрузка на их стенки на разрыв. С другой стороны, увеличение этого параметра приводит к повышению стоимости системы. Наиболее грамотный подход – расчет диаметра труб на этапе проектирования. Но если проект не был выполнен или был недостаточно детализирован, стоит иметь в виду, что наружный диаметр стояков и лежаков при горизонтальной отопительной разводке в частном доме составляет 25-32 мм, а диаметр подводов к радиаторам – 16-20 мм
  • Мощность котла. Чем она выше, тем больше температура теплоносителя. Соответственно, необходимо подбирать магистрали, которые будут по паспортным значениям стабильно это температурное воздействие выдерживать
  • Площадь отапливаемого пространства
  • Вид прокладки магистралей отопления в доме – скрыто или открыто
  • Используемый вариант разводки
  • Предельное давление в системе, вероятность возникновения гидроударов. Они чаще всего происходят в централизованной отопительной системе. В автономных системах есть возможность предотвращать гидроудары, установив группу безопасности и расширительный бак. Однако полностью исключить их вероятность нельзя
Читайте также:  Зачем нужен термостатический клапан для твердотопливных котлов

Нормы монтажа

Условия монтажа ВК простые, но для специалистов, существует множество нюансов, которые надо знать, чтобы пользователь не разочаровался в выборе воздухогрейного котла.

Особенности установки ВК:

  1. Установка котла осуществляется в помещении в процессе строительства здания.
  2. Специалистами предварительно должен быть выполнен проект установки с учетом фактических отопительных и конструктивных характеристик здания, в соответствии с которым будет подбираться основное и вспомогательное оборудование.
  3. Система должна быть оборудована резервным источником электроэнергии.
  4. Для повышения КПД котёл устанавливаться в помещении с хорошей теплоизоляцией стен.
  5. Топочная должна иметь хорошую систему вентиляции для проветривания.
  6. Воздуховоды имеют смысл, если вы их устанавливаете в многоуровневых домах площадью более 100 м2.

Для выбора ВК потребуются следующие данные:

  • мощность ВК с учетом потерь тепла в здании;
  • скорость поступления подогретого воздуха в комнату;
  • технические данные системы воздуховодов;
  • место установки ВК.

Если монтаж котла потребителям кажется сложной и невыполнимой задачей, лучше его доверить фирме, которая выполнить весь комплект монтажно-наладочных работ системы отопления дома, в таком случае можно избежать несогласованности и обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию оборудования на долгие годы.

Нюансы и тонкости

Тем, кто имеет желание сделать самодельное отопление, следует помнить о том, что следует использовать только те виды труб, которые обладают малым диаметром, поскольку только они могут поддерживать высокую температуру воды и эффективно создавать и поддерживать необходимый температурный режим в условиях российского климата.

Однако и у них есть свои минусы. В частности, монтаж водяного отопления из-за малого диаметра труб невозможно осуществлять, не проведя предварительного капитального ремонта всего помещения. К тому же, что касается самой системы водяного обогрева, то она требует постоянного нагрева теплоносителя.

Поэтому если вы забыли слить воду из труб своего частного дома в зимнее время года и оставили его на длительный срок, то вам следует ожидать беды, поскольку под воздействием низкой температуры трубы могут просто порваться. В результате по возвращении вы будете вынуждены проводить ремонт всей системы водяного отопления, поскольку основная часть трубопровода окажется поврежденной.

Но даже и в том случае, если вы не забудете слить воду из отопительных труб, имеющих малый диаметр, они все равно могут пострадать от воздействия коррозии, поскольку присутствие воздуха будет иметь место, что приведет к образованию внутреннего конденсата на стенках трубопровода.

Водяной обогрев загородного дома – это доступная стоимость материалов для монтажа и дальнейшей эксплуатации, а также хорошие результаты в создании тепла и уюта в доме.

Тип циркуляции

Чтобы самостоятельно сделать водяное отопление, также нужно определится благодаря чему будет циркулировать вода в трубах. Тут есть два варианта, это естественна и принудительная циркуляция.

При естественной циркуляции, теплоноситель перемещается по трубам за счёт разности плотности. Нагретый теплоноситель расширяется и становится менее плотным и стремится на верх, вытесняя остывший, который возвращается в котёл.

Тут очень важным является уклон труб и их диаметр, если не учесть эти параметры, то нормальной циркуляции происходить не будет. Плюс это конечно отсутствие дополнительных энергозатрат.

При принудительной циркуляции теплоноситель по трубам перемещает специальная помпа.