Печи длительного горения с водяным контуром

admin 04.10.2018 334 Просмотр

Преимущества печей с водяным контуром

Печки со встроенным водным контуром имеют ряд преимуществ по сравнению с классическими печами:

  • позволяют добиться равномерного нагрева всех комнат;
  • благодаря их использованию не придется устанавливать дополнительные печи в других комнатах;
  • могут применяться одновременно для двух функций – для приготовления пищи и обогрева жилья. Причем отапливать они могут довольно большую площадь. И что важно, при этом будет использоваться один и тот же объем топлива;
  • применение печки или камина с водяным контуром позволяет экономить используемое топливо.

На первый взгляд, отопительные печи с водяным контуром из кирпича довольно выгодны и удобны. Но, к сожалению, все не так просто. На практике владельцы могут столкнуться с целым рядом проблем. С какими – давайте рассмотрим подробнее.

Как работает печь из кирпича с встроенным водяным контуром

Схема функционирования оборудования не слишком отличается от твердотопливного котла. В топку закладываются дрова или уголь, по мере сгорания которых выделяется тепло. Оно нагревает не только поверхности печки, но и воду в трубчатом регистре. Растекаясь по системе коммуникаций, она попадает в радиаторы. Циркуляция может происходить самотёком за счёт разницы температур и давлений или принудительно при помощи насоса.

В принцип действия оборудования заложено важнейшее преимущество – возможность сочетания двух способов отопления. Первый предполагает излучение тепла непосредственно с поверхностей конструкции, второй дополняет его обогревом от радиаторов.

Недостатки печного отопления с водяным контуром

Теплообменник встраивается в топливник и существенно уменьшает размеры. Если печь строится с нуля, эту особенность легко учесть при проектировании и сделать топку большего размера. Если же происходит реконструкция, придется чаще подкладывать топливо.

Печи пожароопасны. При правильной эксплуатации инциденты исключены, но важно оставаться бдительными – открытый огонь не прощает ошибок и использует любую возможность вырваться наружу.

Важно убедиться в правильном функционировании печи и научиться проводить регулярные проверки, иначе рискуете стать жертвой угарного газа, выделяемого при горении. Опять же, если все сделано по инструкции, такая вероятность исключена, но бдительность важна!

На заметку! Печное отопление часто используется в загородных домах. При наличии водяного контура в холодное время года есть опасность его замерзания, если печь протапливается не регулярно. Выходом становится слив воды из системы, но это неудобно, если вы часто бываете в доме, потому что каждый раз надо наполнять контур заново. Поэтому в качестве нагреваемой жидкости лучше использовать незамерзающую.

Плюсы и минусы использования

Положительные моменты

  • Паровой котел из кирпича позволяет прогреть все комнаты равномерно.
  • Отсутствует необходимость устанавливать дополнительные источники отопления.
  • Отопительные печи одинаково применимы для приготовления пищи и для обогрева загородного дома.
  • Существенная экономия на затратах по обогреву.

Отрицательные моменты

Недочетом постройки можно считать маленькую топку.

  • Печь с водяным котлом имеет уменьшенный объем топки за счет установки теплообменника.
  • Нагрев корпуса происходит слабее по причине энергетических затрат на процесс кипячения воды.
  • Замерзания теплового носителя в трубах — часто наблюдается на дачах, редко посещаемых пользователями.
Читайте также:  В чем заключается принцип работы конвектора?

Подключение печи к системе водяного отопления

Могут быть два варианта подключения печи с водяным контуром к системе водяного отопления дома:

  • монтаж системы и разводка труб с нуля после сооружения печи;
  • подключение к уже имеющейся системе.

В принципе большой разнице здесь нет. Просто во втором случае при изготовлении и монтаже теплообменника необходимо обратить внимание, чтобы входной и выходной патрубок были обязательно направлены в ту сторону, откуда наиболее удобно будет их подсоединить к уже имеющейся системе. В принципе, это будет справедливо и для случая, если разводка труб будет выполняться после кладки или монтажа печи – необходимо учитывать схему будущей разводки труб, но здесь, все таки, больше пространства для маневра.

Необходимо также проследить, чтобы диаметры входной и выходной (подающей) трубы теплообменника были бы одинаковыми и не меньше, чем трубы системы, с которыми их предстоит соединять.

Выбор схемы обвязки и циркуляции

Схема обвязки печи с водяным контуром практически мало чем отличается от схемы обвязки твердотопливного котла. Чаще всего, при выполнении работ своими руками, используют простые схемы обвязки при естественной (гравитационной) циркуляции теплоносителя. Такая схема работы максимально автономная, простая и не зависит от наличия электроэнергии. Для того, чтобы обеспечить естественную циркуляцию в системе необходимо монтаж труб выполнять с уклоном 3-5°, обеспечивающий приток горячей воды к радиаторам и отток ее из них обратно. Чаще всего, для таких систем используют двухтрубную схему с верхней разводкой подающей трубы. А для того, чтобы обеспечить хорошую естественную циркуляцию, сразу после печки на подающей трубе устраивают, так называемый коллектор разгона – она поднимается на 1-1,5 м выше радиаторов, а потом опускается вниз до положения, обеспечивающего достаточный уклон.

В настоящее время, в системах использующих печь с водяным контуром, в качестве источника тепловой энергии, все чаще используют циркуляционные насосы, которые обеспечивают принудительную циркуляцию теплоносителя и, как следствие, повышение эффективности работы системы на 20-30%. Причем, такие насосы могут использоваться в системах, как открытого типа (с обычными расширительными баками вверху), так и закрытых, с мембранными баками и и созданием избыточного давления в системе. Но в том и другом случае, должна быть обеспечена возможность переключения системы на работу с естественной циркуляцией, то есть она должна быть выполнена, как комбинированная или совмещенная. Сделать это можно с помощью байпаса, когда циркуляционный насос с обвязкой располагается на обводной магистрали, параллельно основной. В случае отсутствия электроэнергии основная магистраль открывается вручную (с помощью крана) или автоматически (с помощью клапана) и таким образом обеспечивается циркуляция и предотвращается закипание воды в системе.

Возможны также более сложные схемы обвязки печи с использованием насосов, гидроразделителя, теплоаккумулятора и т. д. Но, если вы не являетесь специалистом, то монтаж таких сложных схем лучше поручить профессионалам.

Принцип работы системы водяного отопления

Подобная система может работать двумя способами:

  • На основе естественной (гравитационной) циркуляции воды. Естественная циркуляция воды становится возможна благодаря тому, что удельный вес холодной воды больше (она тяжелее), чем горячей. Такая значимая разница позволяет холодной воде, отдавшей тепло и стекающей по трубам к теплообменнику, вытеснять горячую воду в контур отопления. Главное условие организации такой системы: точка входа холодной воды в теплообменник проектируется ниже точек выхода из радиаторов. Чтобы условие было выполнено, теплообменник стараются размещать как можно ниже, нередко в подвале.

Принцип работы системы водяного отопления

Схема закрытой системы отопления с бойлером-накопителемИсточник

  • На основе принудительной циркуляции воды. В частных строениях площадью свыше 80-100 м2 система естественной циркуляции становится неэффективной – долго прогревается и плохо регулируется. Проблема решается встраиванием перед теплообменником циркуляционного насоса. Он обеспечивает постоянное движение воды по контуру, позволяет гибко регулировать давление и быстро повышать или понижать температуру обогрева. В зависимости от модели, насос может иметь разные габариты, по-разному встраиваться в контур и издавать шум разной силы.

Читайте также:  Выбираем кварцевый обогреватель для дома: на что обратить внимание

Конструктивные особенности

Отопительная печь с водяным контуром имеет отличительную деталь в виде теплообменника. Его функции может выполнять змеевик или радиатор. В зависимости от мощности обогреваемого агрегата обеспечивается подача неограниченного количества горячей воды. Что касается формы и общих габаритов емкости, то такие показатели напрямую зависят от объема эксплуатируемой топочной камеры.

Значение теплообменника

Существуют модификации печек для обогрева дома и коттеджа, в которых теплообменники монтируются в топочное пространство. Такой способ обустройства конструкции небезопасен, поскольку существует риск протечки и взрыва используемого теплоносителя. Стоит отметить и уменьшение пространства в топочной камере.

Подробнее о печи с водяным котлом для отопления:

Правильный расчет размера и мощности

Человеку, не владеющему инженерно-теплотехническими знаниями, сложно произвести самостоятельный расчет масштабов и мощности отопительной установки с водяным разветвлением. Но приблизительная оценка таких параметров вполне допустима. Из практики известно, что для обогрева площади в 10 м2 со стандартной высотой потолков понадобится примерно 1-1,2 кВт мощности.

Если рассматривать обычную дровяную печку, то она за 1 час может выделить около 6 тысяч кКал, достаточных для отопления дома средних размеров. Уровень комфорта при монтаже водяной системы повышается вдвое. Далее стоит разобраться с мощностью самого теплообменника. Теплосъем с 1 м2 приравнивается примерно к 5-10 кВт. Исходя из такого показателя и определяется потребная мощность.

Нет необходимости с головой уходить в сложные и непонятные формулы. Воспользовавшись услугами квалифицированных специалистов, можно подобрать оптимальный теплообменник для отопительного агрегата частного дома, который в полной мере будет соответствовать общим параметрам здания и обогревательной системы.

Обзор материалов

При выборе конструкции теплообменника для оснащения загородной печки необходимо определиться, из какого материала он должен быть изготовлен.

Чугунные радиаторы отличаются долговечностью

Наиболее распространенные варианты:

Радиаторы из чугуна отличаются высокой устойчивостью по отношению к коррозийным процессам, однако они чрезмерно хрупкие. Деформации, появляющиеся в процессе разогрева и остывания, являются причиной появления трещин и преждевременного износа всей конструкции. Более того, чугунные регистры складываются из отдельно вылитых деталей, скрепленных между собой резьбовыми элементами. Этот фактор ведет к снижению надежности всей отопительной установки. Большой эффективностью отличаются медные змеевики, ведь они характеризуются лучшей теплопроводностью. При этом следует понимать, что медь начинает плавиться при температурных значениях свыше +1083°C, тогда как в топочной среде эти значения могут достигать 1200°C (нештатные ситуации, которые следует учитывать). По этой причине печь на дровах с водяным контуром не рекомендуется оснащать теплообменниками из меди. Немаловажный фактор заключается и в том, что во время остывания контура появляется конденсат с незначительной примесью химических соединений, вызывающих коррозию меди. Самой доступной, универсальной и легкой в обработке считается сталь. Для отопительных систем теплообменники обычно изготавливаются из жаропрочного материала, толщина которого начинается от 3 мм. Обязательно в процессе производства задействуются бесшовные трубы

Важно поддерживать правильный отопительный режим, при котором сводится к минимуму выработка конденсата. Не рекомендуется сливать со стального теплоносителя воду, так как может развиться внутренняя коррозия. Печной радиатор из нержавеющей жаропрочной стали — отличный вариант для загородной отопительной системы

Однако он отличается высокой стоимостью.

В этом видео вы узнаете, как выбрать водяной контур:

Газовое печное отопление с водяным контуром

Не все камины функционируют на дровах или угле. Газовое печное отопление с водяным контуром работает на голубом топливе. Такое зачастую происходит при внедрении в уже существующую систему обогрева.

К примеру, если для отопления в доме уже располагается котел газового типа, то к ней успешно подключается и печь с водяным контуром. В таком случае печка станет полноценной заменой котлу обогрева.

Однако традиционно печи с водяным контуром устанавливаются в места, где нет газа, а использование электричества считается нецелесообразным.

Достоинства печного отопления

Печь – элемент дизайна дома. Внешний вид конструкции зависит только от фантазии и возможностей хозяев дома. Конечно, есть ряд требований безопасности, но они не мешают разместить печку в любой комнате, придать конструкции желаемую форму, цвет, стиль. Например, сделайте похожей на камин и наблюдайте за уютным потрескиванием огня зимними вечерами.

Печь не требует ежегодного сервисного обслуживания, влетающего в копеечку. Конструкцию чистят, проверяют тягу, но гораздо реже, причем сделать это легко самостоятельно. Единственное, на что иногда приходится тратиться – косметический ремонт, поддерживающий привлекательный внешний вид.

Водяной контур обходится дешево, нет необходимости приобретать дорогое дополнительное оборудование, искать комплектующие.

Примечательно, что водяной контур не обязательно проектировать заранее. Его легко встроить в уже готовую печь, например, если вы занимаетесь реставрацией старого дома.

Плюс печки по сравнению с твердотопливными котлами – нагрев дымоотводов. Даже после окончания топки тепло продолжает передаваться по дому, пока она не остынет, а этот процесс занимает до нескольких часов.

Конструкция печи-буржуйки: особенности, принцип действия, устройство теплообменников

Буржуйка с водяным контуром работает следующим образом:

  1. В топку загружают дрова.
  2. Разжигают огонь, тепло передаётся напрямую баку с водой или змеевику рекуператора.
  3. В систему отопления или водоснабжения поступает горячая вода.
  4. Остатки тепла и горючих газов через дымоход удаляются из помещения.
  5. Пепел через колосники падает в зольник.

В конструкции агрегата с водяным контуром использованы два принципа сбора энергии:

  1. Прямой сбор тепловой энергии. Контур теплообменника находится внутри печки. От контакта открытого пламени и трубок бойлера сразу начинается теплопередача. Вода в радиаторе закипает и поступает в систему отопления. Оттуда её направляют в трубы водоснабжения. Теплообменник испытывает большие перепады температуры (контраст между температурой воды и жара внутри печи). Теплообменник прямого сбора тепловой энергии располагается прямо в активной зоне
  2. Сбор вторичного излучения обогревателя. Контур бойлера расположен вне обогревателя. Находясь снаружи, он собирает вторичное тепловое излучение нагретой металлической поверхности. Степень нагрева теплообменника ниже, чем в предыдущем случае, перепады температур не столь значительны. Вода в контуре устройства начинает нагреваться после разогрева печурки. Водяной контур теплообменника нагревается за счёт вторичного излучения тепловой энергии от корпуса печи

Фотогалерея: распространённые виды теплообменников

Внутри бойлера образуются минеральные соли. Поэтому вместо воды целесообразнее использовать антифриз или тосол, в которых содержатся присадки, препятствующие образованию минеральных осадков. Самые распространённые конструкции теплообменников:

  • встроенный в печку бак с водой — ёмкостной бойлер;
  • трубный котёл — бак в виде водяной рубашки вокруг печки или дымохода — ёмкостной теплообменник;
  • магистральные бойлеры — спираль змеевика или водовод, проходящий в активной зоне теплопередачи.

Расчёт основных параметров буржуйки с водяным контуром

Для просчёта размеров печки с водяным контуром необходим рисунок, чертёж или эскиз будущего устройства. Это поможет избежать ошибок при изготовлении.

Выбрав подходящий проект, определяем параметры: длину, высоту, ширину. Считаем размеры топочного отделения, длину и диаметр трубы, высоту над полом. Для буржуйки характерны высокие температуры внутри котла, потому следует использовать металл толщиной более 3 мм. Или раз в 2–3 года проводить плановый ремонт.