Дровяная печь с водяным контуром — преимущества

Плюсы и минусы различных теплообменников

Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет. Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов. Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.

Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:

1. При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
2. Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
3. Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке. Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
4. Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.

Разновидности сварных регистров

Экономайзер (слева) и обычный бачок для монтажа на дымоход (справа)

Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов. А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С. Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки. Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.

Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет. И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел. Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.

Железная печка конструкции Бутакова с конвекционным кожухом и водяным контуром на задней стенке топливника

Оригинальная конструкция наружного теплообменника с импровизированным экономайзером продемонстрирована на видео:

Разновидности систем

Существуют два варианта, как сделать отопление в доме от печи. В первом случае это будет система с естественным типом циркуляции теплоносителя, а во втором – принудительной циркуляцией.

Паровое отопление от печки с естественной циркуляцией не требует подключения к электричеству, поскольку вода по отопительному контуру циркулирует за счет законов физики. Однако в данном случае отопительный трубопровод должен быть большого диаметра, что приводит к увеличению объема и инерционности системы. Такая печь будет довольно долго греться при растопке. В тоже время, когда дрова полностью прогорят, теплоноситель в контуре будет дольше оставаться теплым.

Среди недостатков естественной циркуляции в паровом отоплении от печи в частном доме стоит назвать еще и тот факт, что подающие трубы нужно размещать либо под потолком, либо на уровне батарей. Если дом двухэтажный, верх от печи выходит труба, по которой теплоноситель расходится по радиаторам второго этажа, и лишь затем опускается на первый этаж и обогревает помещения на нем.

Выполненное своими руками печное отопление с естественным типом циркуляции не отличается высоким КПД, поскольку вода в контуре движется медленно и не поставляет достаточно тепла в помещения.

Во втором случае кирпичная печь с водяным отоплением оборудуется циркуляционным насосом, который обеспечивает постоянное движение теплоносителя внутри контура с определенной скоростью. За счет изменения параметров скорости можно регулировать степень прогрева помещений. Таким образом, данная разновидность системы является более эффективной. Однако для ее работы необходимо наличие электроэнергии. Если произойдет сбой в электропитании, насос отключится, а теплоноситель внутри работающей печи закипит. Чтобы избежать подобных неприятностей, в случае резких перебоев в электричестве циркуляционный насос стоит подключить к источнику бесперебойного питания с аккумулятором. При регулярном отключении электропитания понадобится еще и генератор энергии, а это достаточно дорого.

Печное отопление с теплоносителем

Очень удачной вариацией традиционного печного отопления считается система с водяным контуром. Она успешно сочетает в себе достоинства водяного и печного отопления, что позволяет ей равномерно и рационально распределять тепло по помещению. При этом такая система способна обогревать одновременно несколько комнат.

Устройство печи с водяным котлом

Печь, использующаяся в такой системе, работает по типу твердотопливного котла. Однако в отличие от него она нагревает не только теплоноситель, но и собственные стенки и дымовые каналы, которые так же участвуют в обогреве помещения. Таким образом печное отопление с водяным контуром обеспечивает передачу тепла к радиаторам только в процессе топки. Однако разогретая поверхность печи излучает тепло до полного остывания.

Схема работы печного отопления с водяным контуром — простая однотрубная система

Регистр: назначение и устройство

Основное конструктивное отличие печи для отопления с теплоносителем – наличие так называемого регистра или теплообменника или змеевика. Так называют деталь, установленную в топливнике, по которой циркулирует теплоноситель. Именно к ней подключается традиционная система водяного отопления.

Конструкция детали может быть самой разнообразной, главное, чтобы она обеспечивала максимальную из всех возможных температур находящегося в ней теплоносителя и не препятствовала постоянной и равномерной его циркуляции.

Форма регистра может быть различной и, скорее всего, его вам придется делать на заказ

Для изготовления регистра используется листовая сталь толщиной от 3 до 5 мм или металлические трубы. Большой популярностью пользуются теплообменники из листовой стали, которая достаточно проста в обработке. Кроме того такие изделия относительно легко очистить от продуктов сгорания. Основной недостаток – небольшая площадь нагрева, что их невыгодно отличает от регистров, выполненных из металлических труб. Чаще всего змеевики изготавливаются по заказу, под определенную модель и размеры печи. В некоторых случаях их даже можно сделать самостоятельно.

Преимущества и недостатки

Конструкции со встроенным теплообменником имеют массу преимуществ:

• Система энергоэффективна и экономична. Кирпичная кладка не потребует серьезных финансовых вложений, затраты на трубы и радиаторы будут в любом случае, а теплообменник на порядок дешевле готовых котлов. При эксплуатации печи, затраты на обогрев дома составят несколько тысяч рублей на закупку дров за зимний период.
• Дизайн кирпичной печи скрывает неказистые элементы, при желании в систему можно добавит камин или декор.
• Обогрев помещения не зависит от местонахождения конструкции, радиаторы устанавливаются в любом месте
• Кирпичная печь остывает долго, водный контур будет горячим еще несколько часов после прогорания дров.

Некоторые издания к плюсам системы водяного контура относят возможность его установки в уже готовую печь, что в принципе возможно, но на практике такой вариант связан с большим количеством проблем, которые предстоит решить.

Разборка и последующая сборка печи самое необходимое, что придется сделать. Цена исправления неправильно установленного регистра сопоставима со стоимостью новой печки, поэтому за такими работами обращайтесь к профессионалам.

Недостаток такой конструкции является продолжением её достоинств, чтобы самому сделать печь с теплообменников необходим опыт, как в кладке кирпичей, так и в монтаже систем отопления. Если опыт приходит с годами и количеством изученного материала, то при строительстве печи с водяным контуром следует учитывать её недостатки:

Очаг является пожароопасным элементом, необходимо позаботиться о мерах препятствующих попаданию огня на легковоспламеняемые предметы;
Печь занимает значительную площадь дома, проектируйте комнаты заранее, включите большой обогревательный в дизайн помещения;
Около печки температура будет всегда выше, чем в остальном помещении;
Процесс нагрева печи нельзя мгновенно остановить. Если используете систему с закрытым контуром и циркулярным насосом, отключение электричества (даже кратковременное на несколько минут) и остановка насоса приведут к закипанию воды в теплообменнике. Чтобы этого избежать предусмотрите комбинированную систему движения воды в контуре.
При нерегулярном использовании системы отопления воду из неё необходимо сливать, что ведет к преждевременному износу всей конструкции. В противном случае вода замерзнет, что приведет к разрушению всего комплекса устройств.
Нельзя разжигать печь без воды в контуре

Это приведет к разрушению регистра и реконструкции печи, чтобы использовать печь в летнее время, не «включая» батарее применяют оригинальные конструкции установки теплообменников.
Существует риск отравления угарным газом, как и при использовании всех твердотопливных средств отопления, особое внимание необходимо уделить правильному изготовлению дымохода.

Сделать в доме отопительную систему на основе печи с теплообменником и батареями – экономически выгодное решение, но к проектировке и строительству необходимо подходить грамотно, учитывая все нюансы работ.

Водяное отопление на дровах

Это более сложно организованная система является пиролизным котлом, состоящим из двух отделений. В нижнем происходит сгорание дров, а в верхнем происходит циркуляция газа, образующегося из-за горения. Благодаря схеме, по которой газ попадает в дымоход не сразу, его эффективность возрастает, а для длительного горения требуется меньшее количество дров.

Вокруг котла располагаются толстые трубы, по которым идет вода, нагретая от него. Учитывайте то, что для котла подобного типа подходят только сухие дрова, поэтому у вас дома всегда должен быть их хороший запас.

Также существуют системы, использующие для отопления горячий воздух, вместо воды. Он, проходя через контур, передается в воздушное пространство дома. Холодный же воздух, опускаясь вниз снова попадает в котел для дальнейшего нагревания.

Некоторые конструктивные особенности печей такого типа

Типовая дровяная печь с водяным контуром состоит из следующих основных частей:

• Непосредственно печи;
• Внедренного в топочное пространство чугунного или стального теплообменника с развитой контактной поверхностью;
• Радиаторов отопления;
• Магистрали движения теплоносителя, состоящей из металлических или пластиковых труб, запорной арматуры, набора клапанов и разветвителей;
• Группы контроля и безопасности, оснащенной приборами контроля температуры, давления, а также аварийных клапанов;
• Расширительного бачка, который компенсирует избыточный объем воды, появляющегося вследствие ее нагрева и последующего расширения.
• Как дополнительную опцию следует рассматривать циркуляционный насос, который является обязательной частью системы, работающей по принципу принудительной циркуляции.

Металлическая либо кирпичная печь с водяным контуром может быть выполнена по принципу естественной или принудительной циркуляции. Как компромиссный вариант следует считать комбинированную систему, основанную на практическом применении обеих принципов.

https://youtube.com/watch?v=HaLhlwo-MfY

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

Естественная или термосифонная циркуляция обеспечивается на основе принципа естественного расширения воды при нагреве и ее движения в необходимом направлении, заданном посредством уклонов. Обязательным условием надежного функционирования такой системы следует считать ряд основополагающих принципов:

1. Теплообменник печи должен находиться ниже уровня радиаторов.
2. Проходное сечение труб магистральной арматуры должно быть не менее 57 мм, при номинальной теплотворной способности печи на уровне 15 — 17 кВт.
3. Система должна быть оборудована расширительным бачком, обустроенном на высоте, обеспечивающей уверенную циркуляцию исходящего потока. Как правило, не менее 215 см от уровня нижнего среза теплообменника.
4. Линия возвратного потока должна быть смонтирована с четким соблюдением уровня уклона, гарантирующего свободную циркуляцию охлажденного теплоносителя по пути в теплообменник топки.

Система естественной циркуляции абсолютно энергонезависима, однако, требует большего количества теплоносителя в системе. В первую очередь, из за большого проходного сечения магистрали.

Система с принудительной циркуляцией теплоносителя

Ее функционирование не требует достаточно большого сечения магистрали, поскольку теплоноситель «продавливается» под давлением, посредством работы циркуляционного насоса вихревого типа. Очевидно, что современное производство оперирует и насосами иных типов. Снижение объема теплоносителя за счет значительного занижения сечения магистралей обуславливает значительно более высокую тепловую эффективность системы в целом и экономии топлива, в частности. Кроме этого, оснащенные кранами Маевского радиаторы отопления, позволяют быстро и эффективно устранять воздушные «пробки» посредством создания избыточного давления. Факт активной циркуляции обуславливает и наличие расширительного бачка значительно меньшего объема, относительно термосифонных систем. Самым существенным недостатком таких печей стоит считать факт прямой зависимости от бесперебойного энергоснабжения. Попыткой борьбы с этим недостатком следует считать появление комбинированных систем.

Система комбинированной циркуляции теплоносителя

Представляет собой систему термосифонного типа, оснащенной циркуляционным насосом. Дополнительной опцией выступает обводная петля, оснащенная поворотным краном. В обычных условиях работает насос, в случае отсутствия энергоснабжения приемный патрубок с насосом перекрывается, а циркуляция обеспечивается по обводной петле, выполненной из трубы большого сечения. По сути, это та же термосифонная система, со всеми присущими ей недостатками, однако, дооснащенная насосом. В таком виде рационально видится лишь двухконтурная печь для бани, где второй контур задействован для горячего водоснабжения. Тогда большой объем теплоносителя можно использовать для обеспечения потребности в горячей воде.

https://youtube.com/watch?v=aB1duN9-N4c

Установка прибора

Монтаж печи долгого горения на дровах не отличается особой сложностью. Достаточно ровной поверхности и правильной организации дымохода. С последним могут возникнуть некоторые трудности

Важно, чтобы диаметр патрубка отопителя четко совпадал с трубой дымаря. Соединение должно быть полностью герметично

Если отвод продуктов сгорания происходит через стену, то проход в обязательном порядке изолируется негорючими материалами. Ввиду большой массы обогревателя, мероприятия по его транспортировке на место эксплуатации выполняются с использованием помощников.