Ювелирное обозрение

В современной жизни все большее число пользователей отдают предпочтение альтернативному нагреву воды и отоплению. Кирпичная печь с водяным контуром одинаково хорошо пользуется популярностью как в частных домах за пределами, так и в черте города. Чтобы установить подобную конструкцию своими руками, необходимо обладать соответствующими навыками, понимать, в чем состоит суть работы печи и какие необходимы материалы. Печь для дома из кирпича со встроенным котлом водяного отопления относят к постройкам средней стоимости, конечная цена зависит от размеров конструкции и качества материалов.

Что представляет собой устройство и какие виды?

Традиционная кирпичная печь с водяным отоплением способна обогреть помещение площадью более 50-ти квадратных метров. Несмотря на то что современные планировки предполагают расположение спален на достаточном расстоянии друг от друга, устанавливается эта конструкция без дополнительных источников отопления. Это существенно экономит семейный бюджет в условиях высоких цен на электроэнергию и газ. Виды конструкции с котлом водяного отопления, представлены в таблице:

Печь с водяным контуром для отопления дома имеет разную структуру строения, но принцип работы конструкции, как правило, идентичный. Вода, как основной теплоноситель, поступает по трубам в отдельный котел, который монтируется в основание кирпичной печи. В процессе сгорания древесины происходит нагрев стенок печи и самого теплоносителя, после чего показатели температуры в помещении достигают комфортных отметок. Учитывая что общий коэффициент теплоемкости водных потоков высокий, тепло сохраняется долгий промежуток времени, даже в условиях единоразовой топки в день. Из этого следует вывод, что кирпичная печь с отопительным контуром — отличный вариант для тех, кто стремится сэкономить на отоплении в холодное время года.

Цена горючих материалов ниже, если брать в сравнении газовый котел или электрический генератор.

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.

Вернуться к оглавлению

Отрицательные моменты

Как установить?

Материалы

Для того чтобы установить печь с водяным контуром своими руками, понадобится приобрести следующие материалы:

• бетонная смесь для заливки фундамента;
• полнотелый красный кирпич;
• раствор для кладки (глина, песок, вода);
• огнеупорный шамотный кирпич;
• емкость для раствора;
• трубы из металла для установки теплообменника;
• решетка колосниковая;
• дверка топочная;
• заслонка;
• дверца прочистная;
• проходка кровельная.

Полный список материалов зависит в первую очередь от выбранного типа конструкции и размеров. При этом печь с водяным контуром потребует в процессе работы использование следующего инвентаря:

Приготовление раствора

Оттого насколько качественно приготовленным будет строительный раствор зависит качество кладки печи с теплообменником и, как следствие — потери тепла при нагреве в дальнейшем. Чтобы приготовить смесь собственноручно, понадобится несколько дней. Процесс замеса включает несколько этапов:

Перед выполнением работ глину замачивают в воде.

• Подготовка глины. Для того чтобы оформить кирпичный котел, лучше воспользоваться кембрийской синей глиной. При отсутствии подобного варианта можно воспользоваться глинистым материалом местного сорта. За несколько дней до проведения работ глина замачивается в воде, пропорции зависят от типа вещества. Конечная консистенция напоминает жидкую сметану.
• Подбор песка. Для раствора понадобится песок. Разные виды материала подходят для различных целей, в случае печи, имеющей встроенный водяной котел, рекомендуется использовать кристаллический горный песок. До начала использования материал просеивают от примесей. Для этого песок погружают в воду, после чего оставляют на несколько дней. Время от времени мутная жидкость заменяется чистой. В конце процедуры песок следует просушить и дополнительно просеять.
• Приготовление раствора. На этом этапе необходимо соединить глину и песок, периодически помешивая материал до консистенции однородной жидкой сметаны. Если необходимую плотность не удалось получить, добавляется для загущения поваренная соль.
• Проверка качества. Готовый раствор проверяют на качество: качественный материал должен равномерно расстилаться по всей поверхности кирпича. Если в процессе отмечено, что раствор прилип к мастерку, значит, глина повышенной жирности и следует добавить песка. Когда, наоборот, смесь кладется плохо, стоит увеличить концентрацию глины.

Вернуться к оглавлению

Монтаж кирпичной печи с водяным контуром

Отопительные печи для дома, имеющие водяной контур, закладываются по аналогичному для кирпичных устройств принципу порядовки. Основная сложность работы заключается в установке теплообменника, который можно приобрести в готовом виде или сделать своими руками, учитывая размеры всей печной конструкции. Схемы и чертежи устройства подбираются в индивидуальном порядке.

Основные” процессы кладки зависят от того, какие виды и размеры теплообменников используются. На этапе, когда подбирается схема и чертеж порядовки котельного оборудования важно учесть возможные потери тепла. Правильная порядовка определяет работу всей системы, поэтому к процессу необходимо подойти со всей ответственностью. Каменная котельная, имеющая встроенное водяное отопление, на этапе закладки требует значительных финансовых вложений по оплате работы печников, но конечный результат определенно стоит трат.

Водяной контур — это подача воды в отопительные приборы после нагревания в печи. Эта система — аналог твердотопливного котла, нередко её используют как альтернативный способ отопления.

В случае с кирпичной печью водяной контур дополняет систему обогрева здания с помощью дров.

Это выгодно в случае внезапного отключения центрального газового отопления на жилых площадях, превышающих 100 кв. м.

Основным элементом, нагревающим воду, является теплообменник — его ещё называют водяной рубашкой, змеевиком, регистром или даже котлом. Через него проходит и нагревается теплоноситель — вода, которая потом поступает в систему труб и батарей, разведённых по дому. Вода двигается по нагревательным элементам самостоятельно либо под действием насоса. В последнем случае тепло распределяется более равномерно.

Варианты конструкций кирпичных печей с отопительным контуром

Вариант печи с водяным контуром, которую устанавливают в доме, выбирают, учитывая ряд условий. К ним относятся:

• наличие другой ОС;
• площадь помещения;
• сезон проживания.

Фото 1. Постройка кирпичной печи с водяным контуром. Внутрь монтируется теплообменник, изготовленный из труб.

Если в доме уже установлена отопительная система (ОС), необходимо интегрировать печной вариант в качестве альтернативного с сохранением существующей разводки коммуникаций. Площадь помещения напрямую влияет на эффективность обогрева, поэтому имеет смысл задуматься о печи, способной хорошо держать тепло, а также позаботиться о разводке, доставляющей его в отдалённые участки здания. Сезон проживания позволяет понять, делать конструкцию с расчётом на круглый год или только на холодное время.

В топочной камере кирпичной печи устанавливается важная часть всей системы — теплообменник. Он может иметь разную конструкцию. Существующие схемы и чертежи предлагают несколько распространённых вариантов — из труб, листовой стали и батареи.

Теплообменник из труб

Основой первого варианта служат металлические трубы, сваренные в прямоугольную конструкцию. Обычно она имеет меньшие размеры, чем топочная камера кирпичной печи и устанавливается в неё на некотором расстоянии от стенок. Это необходимо для расширения металла при нагревании. Сама форма трубок теплообменника диаметром до 50 мм позволяет хорошо прогревать протекающую через них воду. Ключевой особенностью этого варианта является то, что при выходе из строя какой-то из трубок, её легко заменить.

Теплообменник из листов стали

В теплообменнике из листовой стали вместо труб используются заполняемые водой камеры.

Фото 2. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из листов стали. С двух сторон устанавливаются трубы для горячей и холодной воды.

В отличие от варианта из труб, площадь листового резервуара больше, а значит и передача тепла протекающей через него жидкости выше, но срок службы более короткий. При этом в обоих вариантах при близких габаритах 36х40х80 см обязательно используются ещё две трубы: на выход горячей воды сверху и на вход обратки снизу.

Водяная рубашка из батареи

Есть ещё один вариант — теплообменник из старой батареи. Несколько чугунных секций вполне способны обеспечить подачу тепла в отопительную систему. Плюс такого подхода — отсутствие затрат на изготовление и материалы.

Однако минус — большие размеры секций, которые придётся размещать не в топочной камере, а в отдельном отсеке кирпичной печи. К нему тепло поступает по отдельному каналу в кладке. Учитывая толщину стенки батареи (около 3 мм), отсутствие прямого контакта с огнём не лучшим образом повлияет на КПД. Да и большой вес потребует прочного фундамента.

Фото 3. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из старой чугунной батареи. Конструкция устанавливается не в топочной камере.

Как выбрать проект? Порядовка

В первую очередь определитесь с условиями, в которых печь с водяным контуром будет функционировать. Если это интеграция в существующую ОС, важно обеспечить взаимозаменяемость в эксплуатации уже имеющихся коммуникаций. Для самостоятельного варианта важно определить площадь, которую будет обогревать система. Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи.

Другое дело — если площадь, количество комнат и этажей больше. Наконец, важно понять, будет ОС использоваться круглый год или только в холодное время. Если в доме живут летом, а зимой он простаивает, то после холодов и морозов система будет требовать восстановительных работ, что повлечёт дополнительные расходы.

Фото 4. Пример порядовки кирпичной печи с водяным контуром: изображены начальные этапы строительства с 1 по 20.

В прошлом веке частные одноэтажные жилища зачастую обогревались дровяной печкой, совмещенной с регистрами (батареями) самотечной системы. Внутри отопителя ставился железный бак – котел с водой, нагреваемой пламенем топки. Данная схема сохраняет привлекательность благодаря энергонезависимости и нетребовательности к качеству твердого топлива. Наша задача – помочь хозяину выбрать печь для дома с водяным отоплением, рассказать о трудностях подключения и эксплуатации.

Печи с водяным контуром – 3 разновидности

Для реализации печного обогрева, совмещенного с радиаторной системой частного дома, применяется 3 вида печей с водяным контуром:

• металлические – стальные и чугунные буржуйки со встроенным змеевиком под нагрев теплоносителя;
• каминные топки с теплообменником – водяной рубашкой;
• отопительные и варочные печи из кирпича со встроенным котлом.

Примечание. Буржуйки для бань, оборудованные баком и змеевиком, конструктивно похожи на перечисленные агрегаты. Приспособить банную печку для нужд парового отопления теоретически возможно, но чересчур хлопотно и неудобно с точки зрения эксплуатации.

Сюда же стоит причислить альтернативный вариант — стальные отопители на дровах, изготовленные своими руками. Подобные изделия заслуживают внимания, поскольку не уступают заводским по надежности и теплоотдаче, зато обходятся гораздо дешевле. Внешний вид буржуйки не всегда играет важную роль.

Предлагаем рассмотреть печки каждой группы отдельно, заостряя внимание на недостатках и достоинствах, важных для домовладельца.

Недостатки металлических буржуек

В дровяных печах заводского изготовления теплоноситель подогревается тремя способами:

1. В верхней зоне топливника либо рядом с выходом дымовых газов установлен водотрубный теплообменник.
2. Одна из стенок камеры сгорания (верхняя или боковая) контактирует с водяной прослойкой, напоминающей рубашку твердотопливного котла.
3. Несколько труб с теплоносителем огибают полукруглые стенки топливника. Снизу и сверху концы сварены в общие коллекторы, как показано на чертеже.

Модификация конвективного обогревателя «Бренеран» (аналог хорошо известного «Булерьяна») с водотрубным теплообменником

Справка. Пример изделия с частичной водяной рубашкой — печь для отопления дома «Термофор Гидравлик», с боковыми трубами – переделанные конвекционные отопители «Бренеран – Акватэн».

Производители зачастую снабжают печки дополнительным нагревателем – ТЭНом мощностью 1…15 кВт. Цель – поддержать температуру теплоносителя и воздуха в частном доме после выгорания порции твердого топлива. Некоторые модели оборудованы варочной панелью на 1—2 конфорки.

Реальное преимущество металлических отопительных агрегатов – низкая стоимость изделия и быстрота монтажа по сравнению с кладкой кирпичной печи. Пример: цена отопителя «Бренеран – Акватэн» мощностью 3.5 кВт — приблизительно 270 у. е. (без дымохода). При монтаже буржуйки своими руками вы потратите еще 50—100 у. е. на материалы, используемые для установки и обвязки.

Серия отопителей «Гидравлик» известного бренда «Термофор» оснащается водяной рубашкой и трубами, опоясывающими топку

Замечание. Стоимость дымоходной трубы, необходимой для любой печки, не учитывается. Цена сильно зависит от высоты подъема, конструкции канала и схемы прокладки.

Теперь разберемся с недостатками:

• что бы ни утверждали производители и продавцы, максимальный КПД воздушно-водяных печей на дровах и угле составляет 60%;
• агрегат одинаково быстро нагревается и остывает;
• теплообменника обычно хватает на обогрев 2—3 небольших комнат (по 1 радиатору в каждой);
• водяному контуру жизненно необходима система циркуляции.

Непросто сохранять чистоту и красоту возле печки, служащей основным источником тепла в доме

Разъясним последний пункт. Если течение воды через змеевик прекратится, элемент перегреется. Сначала теплоноситель закипит, потом испарится и разорвет ближайшее слабое соединение. Позже теплообменник прогорит и окончательно выйдет из строя.

Справедливости ради упомянем вопрос эстетики. Постоянно используя буржуйку для отопления жилища, вы не получите красивой картинки, которую любят показывать производители на фото. Печка довольно быстро загрязнится, в помещении появится древесная и угольная пыль, запах дыма.

Каминные топки — плюсы и минусы

Прямоугольная печь с водяным контуром, изготовленная в виде камина, конструктивно гораздо ближе к ТТ-котлу. Боковые стенки топливной камеры омываются теплоносителем, лицевая и верхняя часть подогревает воздух помещения. Днище получает мало теплоты, поэтому в расчет не принимается.

Позитивные стороны каминных топок, оснащенных водяной теплообменной рубашкой:

• эффективность сжигания топлива – до 70%;
• приемлемая стоимость (сравнительно с кирпичными сооружениями);
• простой и быстрый монтаж;
• печь–камин, оборудованный прозрачной дверцей, отлично впишется в интерьер жилой комнаты.

Справка. Каминная водяная топка «Термофор Аквариус» с теплоотдачей 12 кВт обойдется в 530 у. е. Дополнительные затраты оценить сложно, их величина зависит от способа декоративного оформления камина. Бюджетный вариант: помещаете отопитель на прочное основание, подключаете к радиаторной сети, а отделку выполняете самостоятельно либо откладываете на потом.

Минусы металлических топок сходны с недостатками печей:

• камин быстро разогревается и охлаждается, нуждается в непрерывной циркуляции теплоносителя;
• обеспечивает теплом ограниченное число батарей;
• из-за перепада температур на внутренних стенках образуется конденсат и откладывается сажевый налет;
• полное сходство с натуральным камином достигается за счет оформления – декоративной кирпичной кладки либо гипсокартонной обшивки.

Используя каминную топку в качестве основного источника тепловой энергии, не рассчитывайте на длительное горение с 1 закладки. Пример: полезный объем камеры сгорания вышеупомянутого «Аквариуса» — всего 62 литра, но полностью забить топливник дровами не получится. Придется подкидывать поленья каждые 3—4 часа.

Со временем стенки топливника покрываются сажевым налетом, а панорамное стекло – копотью

Примечание. Большинство стальных печей страдает аналогичным недостатком – в режиме интенсивного горения только успевай подбрасывать дровишки.

Сильные и слабые стороны кирпичных отопителей

Теплообменники устанавливаются внутрь печки двумя способами – в топливнике либо газоходе, на пути раскаленных продуктов горения. Каждый вариант отличается своими нюансами:

• котел в камере сгорания быстро прогревается под воздействием пламени, но образует конденсат и сажу на стенках;
• в случае закипания и образования пара бак может разорваться прямо в топливнике и развалить кирпичную кладку;
• теплообменник внутри дымооборотов гораздо безопаснее, но греется медленнее, поскольку получает меньше тепла.

Справка. Змеевик, помещенный в газоход, должен иметь вдвое большую теплообменную площадь, нежели сравнимый по мощности котел в топке.

Главный недостаток любого кирпичного отопителя – высокая стоимость материалов и кладочных работ. Предположим, вы решите сэкономить и сложить печку самостоятельно. Здесь потребуется опыт, время и техническая возможность — начинать строительство посреди обжитого дома непросто. Оптимальный вариант – закладывать фундамент и печь на этапе возведения стен.

За что же ценятся каменные печки со встроенным теплообменником:

• срок службы несравнимо больше любого теплогенератора – минимум 50 лет;
• способность накапливать тепло, долго обогревать смежные помещения после затухания;
• максимальный КПД – 70…75%;
• в натопленной печи хорошо выгорает сажа, образующаяся на стенках бака и в дымоходе;
• некоторые печки из кирпича – канальная «голландка», «шведка», колпаковая конструкция Кузнецова – могут спокойно отапливать двухэтажный дом.

Интересный факт. Секцию водонагревателя можно добавить в любую печку из кирпича. Толковые мастера–печники знают, как изменить схему и порядовки для установки теплообменного водяного регистра.

Советы по выбору печи

Рекомендация номер один: для нагрева теплоносителя в сети водяного отопления используйте твердотопливный котел. Если необходимо, купите модель длительного горения с объемом загрузочной камеры более 100 литров. Современные ТТ-котлы направляют 75—80% энергии сжигания на разогрев воды и почти не поднимают температуру окружающего воздуха.

Если в силу разных причин вы хотите ставить печь с теплообменником, прислушайтесь к следующим советам:

1. Чугунная или стальная буржуйка хорошо подойдет для небольшой дачи площадью 40—80 м². Отопителя хватит на конвекционный обогрев центральной комнаты, в соседних помещениях расположите батареи.
2. Каминная топка либо железная печка, оснащенная панорамным стеклом, станет удачным украшением гостиной. Одно условие: применяйте изделие в качестве дополнительного источника тепла, а основную нагрузку возложите на газовый либо дровяной теплогенератор. Тогда удастся сохранить чистоту и порядок возле буржуйки.

Пример схемы совместного подключения камина, газового двухконтурного котла и радиаторного отопления

Важный момент. Все дровяные отопители, оборудованные водным контуром, объединяет одна особенность: из-за интенсивного отбора теплоты поверхности регистра и стенки дымохода обильно покрываются сажей. Единственный выход – топить печку на максимуме, дабы сажевый налет выгорал от высокой температуры. Поддерживать такой режим не всегда удобно.

Как подобрать конструкцию и рассчитать площадь теплообменника в кирпичном варианте печи:

1. Если регистр находится внутри топливника, 1 м² его площади способен передать воде до 10 кВт теплоты. Пример: нужно обогреть помещения 80 квадратов – потребуется около 8 кВт энергии и поверхность теплообмена 0.8 м².
2. Змеевик в дымоходном канале не столь эффективен. Рассчитывайте на теплоотдачу 400—500 Вт с 1 м² регистра.
3. Для удобства чистки котел лучше сделать плоским – в виде бака с подводящими патрубками. Ребристые конструкции из круглых трубопроводов очищать тяжелее. Для монтажа внутри газохода сварите регистр из профильных труб.
4. Материал теплообменника – низкоуглеродистая сталь марки Ст10…Ст20 толщиной 4—5 мм. Допускается применять жаростойкую и нержавеющую сталь 2—4 мм, но ее нужно варить в среде инертного газа — аргона.
5. Использовать готовые чугунные батареи категорически не рекомендуется. Причины: металл дает трещины от температурного шока, а уплотнение между секциями со временем выгорит, появится течь.

Совет. Не завышайте теплообменную площадь контура «про запас». Тело печи получит гораздо меньше теплоты, а вода в регистре может перегреваться и кипеть. Не закладывайте в дымоход трубы из гофрированной нержавейки – ее реальную площадь и качество изготовления определить сложно.

Домашние умельцы постоянно выдвигают различные идеи по усовершенствованию отопителей. Заслуживает внимания вариант со стальными плоскими батареями, применяемыми в качестве печных водонагревателей. Обзор мастера смотрите на видео:

Схемы подключения теплообменника

В рамках данной публикации мы не станем описывать способы изготовления печек, а сразу перейдем к обвязке. Если вы желаете самостоятельно сделать водонагревательную печь, рекомендуем ознакомиться с отдельными руководствами:

• самодельный обогреватель для гаража на твердом топливе и отработке;
• инструкция по каминной и печной кладке;
• схема и порядовка варочной плиты с водяным котлом.

Если вы приобрели заводскую печь с теплообменником, внимательно изучите прилагаемую инструкцию. В документации всегда указаны диаметры патрубков и способы соединения водяного контура с отопительными приборами. Обычно применяется 2 схемы:

1. Открытая система с гравитационным (конвективным) течением теплоносителя.
2. Радиаторная сеть закрытого типа с принудительным движением воды от насоса.

Использовать в данной схеме циркуляционный насос не обязательно, но принудительное движение воды заметно ускоряет прогрев

Примечание. В самотечных схемах нередко используются циркуляционные насосы, установленные на байпасе. Цель – уменьшить перепад температур между подачей и обраткой, повысив скорость теплоносителя и эффективность нагрева. При отсутствии электроэнергии система продолжит работу в гравитационном режиме.

Самотек организуется за счет увеличения диаметров магистралей и уклонов горизонтальных участков. Минимальное сечение разводящего коллектора при гравитационной схеме – 32 мм (дюйм с четвертью), величина наклона – 3…5 мм на 1 погонный метр. Открытый расширительный бак стоит в верхней точке, туда уходит весь воздух, попадающий в систему.

Группа безопасности на подаче условно не показана, но она должна присутствовать обязательно

При закрытой схеме, показанной выше на рисунке, теплоноситель находится под давлением (минимум 1 Бар «на холодную») и движется под напором насоса. Мембранный расширительный бачок располагается в нижней точке и подключается к обратной магистрали через отсекающий кран. Обязателен монтаж группы безопасности с воздухоотводчиком, манометром и сбросным клапаном.

Совет по выбору схемы. Покупая печь для дома с водяным отоплением, домовладелец, очевидно, рассчитывает на автономную работу системы. Отсюда вывод: для совместной работы с водогрейной печью лучше всего подойдет самотечная схема. После отключения света циркуляция в контуре не прекратится и теплообменник не прогорит.

Заключение

Вариант объединения водяных отопительных систем с печами нельзя назвать идеальным. Более того, мы настоятельно рекомендуем избегать подобных схем и устанавливать нормальные котлы. Исключение – особые обстоятельства и условия проживания, например, перебои с электроэнергией либо покупка готового дома с дровяной печкой, куда уже встроен водогрейный контур.

>