Водяное отопление от печи на дровах – классический способ обеспечить тепло и уют в частном доме. В нем объединяются преимущества водяного и печного отопления, что повышает КПД.
Как усовершенствовать классическую печь
Традиционные камины и дровяные печи прогревают помещение по следующему принципу:
- толстые стенки из кирпича излучают тепло, передавая его воздуху и объектам (радиационный теплообмен);
- нагретый воздух поднимается вверх, холодный опускается вниз и тоже прогревается тепловым излучением (конвекционный теплообмен).
К преимуществам таких конструкций относятся:
- доступность топлива (уголь, брикеты, дрова стоят относительно недорого);
- многофункциональность (при наличии варочной поверхности печь используется для приготовления пищи);
- стильный внешний вид (печи и камины нередко становятся визуальным центром помещения благодаря оригинальному дизайну).
Печи не лишены и недостатков, в первую очередь это:
- внушительные габариты (мощность зависит от размеров);
- инерционность (кирпичная конструкция долго разогревается, прежде чем начинает отдавать тепло);
- низкий КПД (значительная часть тепловой энергии улетает с дымом в трубу);
- потребность в постоянном обслуживании (требуется подкладывать дрова, поддерживая горение, регулярно очищать печь от золы, следить за состоянием дымохода и т.д.);
- повышенная пожароопасность (горение в печи невозможно мгновенно остановить, неосторожное обращение ведет к возгоранию в доме);
- риск попадания угарного газа в помещение;
- необходимость хранить запасы объемного топлива.
Еще один существенный недостаток: печь способна качественно обогреть только примыкающие к ней помещения. При этом нагрев неравномерный – вблизи жарко, а в дальних углах комнаты сохраняется прохлада. Естественной конвекции нагретого воздуха недостаточно для прогрева больших помещений.
Эта проблема имеет решение. Чтобы все помещения прогревались равномерно, независимо от расположения по отношению к источнику тепла, используется система воздуховодов или водяных трубопроводов.
Печь или камин снабжают специальной конвекционной камерой. С ее помощью нагретый воздух подается в воздуховоды. У этого варианта есть недостатки: у воздуховодов довольно большое сечение, и они занимают много места, нагретый воздух относительно быстро теряет тепло. Чтобы обеспечить прогрев помещений вдали от источника тепла, необходимо нагнетать нагретый воздух в систему при помощи электрического вентилятора.
Печь или камин с водяным контуром отопления – более эффективный вариант, поскольку вода способна транспортировать тепло на большие расстояния. Чтобы тепло, которое вырабатывает печь, равномерно распределялось по дому, используется трубопровод, подключенный к змеевику – теплообменнику, размещенному в топливнике печи.
Теплоносителем служит вода, но если дом в зимнее время посещается и протапливается нерегулярно, следует залить в систему незамерзающий состав. В противном случае система отопления перемерзнет и трубы лопнут.
Если сравнивать твердотопливный котел и печь с водяным контуром для отопления дома, то у печи есть преимущества. Во-первых, печка отдает тепло не только теплоносителю, но и греет помещение сама по себе. Во-вторых, у вас есть возможность построить печь или камин по индивидуальному дизайну, что придаст дому индивидуальность.
Обычно теплообменник встраивается в топливник на этапе возведения конструкции, но установить его можно и в уже готовый камин, отопительную или отопительно-варочную печь.
Принцип работы и недостатки конструкции
Отопительная печь с теплообменником и водяным контуром функционирует следующим образом: в топливнике печи установлена металлическая трубчатая конструкция, через которую проходит теплоноситель. Вода в нем нагревается под воздействием тепла от горящего топлива. Нагретый теплоноситель поступает по трубопроводу к радиаторам отопления, смонтированным в доме, остывшая вода вновь попадает в теплообменник.
Если в системе не предусмотрена принудительная циркуляция теплоносителя, сечение труб должно быть относительно большим. Такой обогрев подходит для небольших одноэтажных домов. В остальных случаях не обойтись без установки циркуляционного насоса.
Печь с водяным отоплением имеет определенные недостатки. Если установка змеевика предусмотрена заранее, чтобы не потерять полезное пространство в топке, ее размеры увеличивают, что ведет к увеличению габаритов всей конструкции. В случае, когда теплообменник монтируют в готовую печку, объем топливника резко уменьшается – дрова придется подкладывать чаще, мелкими порциями.
Изготовление и монтаж змеевика
Проектирование и кладку печки или камина рекомендуется доверить специалистам компании «Марисруб». Но если есть навык работ, с задачей можно справиться самостоятельно.
Основным элементом системы является теплообменник. Его размер и конфигурация подбирается индивидуально, в том числе с учетом габаритов топливника, если змеевик предстоит встроить в готовую отопительную или отопительно-варочную печку, камин. Чтобы установить змеевик в готовую печь, часть топки придется разобрать.
Змеевики продаются в специализированных магазинах. Трубчатую конструкцию можно сварить на заказ, при этом следует правильно выбрать листовой металл. Минимальная толщина стенок теплообменника – 5 мм, если в качестве топлива используются дрова, торф, брикеты из отходов деревообработки. Если печка топится углем, стенки змеевика должны быть толще, иначе металл прогорит.
Варочная печь требует установки компактного змеевика особой формы – он не должен мешать установить варочную плиту с чугунными конфорками и пользоваться печкой для приготовления пищи. Раскаленный газ должен обтекать верхнюю часть змеевика и по пути в дымоход проходить непосредственно под плитой, нагревая конфорки.
Теплообменник изготавливается сварным методом из профильного металла прямоугольного или круглого сечения, листовой стали. У сварных швов проверяют герметичность. На концы конструкции, которые выходят за пределы стенки топки, устанавливаются патрубки, благодаря которым подключается трубопровод водяного контура.
При установке теплообменника в печку или камин с водяным контуром отопления следует соблюдать следующие принципы:
- между змеевиком и стенками топливника оставьте зазор в 2-3 см, чтобы металл не касался кирпичной кладки, расширившись под температурным воздействием;
- рекомендуемый слой воды внутри змеевика – не менее 5 см, поскольку при недостаточном количестве вода станет закипать.
Водяной контур
Печное отопление с водяным контуром требует прокладки трубопровода с естественной, принудительной или комбинированной циркуляцией теплоносителя.
Схема системы отопления с естественной циркуляцией
Если выбрана естественная циркуляция, трубы монтируются под уклоном, причем непосредственно на выходе трубопровода из печи рекомендуется выполнить «систему разгона» — участок подающей трубы смонтировать вертикально (высота 1-1,5 метра) и только потом направить к ближнему радиатору отопления.
Установка насоса для принудительной циркуляции поможет поднять КПД системы на 30—35%. При этом трубопровод монтируется по стандартному принципу, горизонтально.
Комбинированный подход объединяет оба принципа. Если дополнить принудительную систему насосом, то даже при отсутствии электричества дом будет полноценно обогреваться за счет естественной циркуляции теплоносителя.
Для установки в доме, где используется печное отопление с водяным контуром, рекомендуется использовать простые стальные радиаторы. Они рассчитаны на подсоединение к трубам из любых материалов, недорого стоят. Если радиатор имеет конвективное оребрение, он греет тепловым излучением, а также формирует теплый воздушный поток, усиливая конвекцию.
Возведение печи
Какой должна быть печь для частного дома с водяным отоплением? Чем больше отапливаемая площадь дома, тем больше должна быть печь и просторнее топливник. От габаритов печи зависит ее мощность.
Для печей весом свыше 700 кг необходимо отдельное фундаментное основание. Его термоизолируют от фундамента дома (зазор заполняют песком) и пола (используются негорючие материалы). Чтобы избежать возгорания деревянных перегородок, между ними и печкой оставляют зазор.
Внешнюю сторону печи облицовывают жаростойкой плиткой, огнеупорным кирпичом или штукатурят. Это исключает возгорание легковоспламеняющихся материалов при случайном контакте, снижает риск обжечься о печь, увеличивает толщину стенок – такая печка дольше остывает, отдавая тепло и экономя топливо.
Производители предлагают широкий спектр печей отопления, в том числе твердотопливных. Печь с котлом водяного отопления требует специального помещения для установки. Такие агрегаты не рассчитаны на приготовление пищи, они несут утилитарную функцию и не станут украшением дома.
Классическая дровяная печка или камин дарят особый уют дачному или загородному дому. Оснащение такой конструкции змеевиком и монтаж водяного контура дают возможность без лишних финансовых затрат решить вопрос об обогреве дома.