Печи для дома с теплообменником - Отопление и утепление

Для каждой системы отопления очень важную роль играет теплообменник. Он служит для передачи определенного количества тепла от самого отопительного устройства к теплоносителю. На сегодняшний день существует множество обогревательных приспособлений, но это вовсе не помеха для людей, которые самостоятельно выдумывают и конструируют различные подобные механизмы.

Назначение теплообменника в отопительных системах

Системы отопления с теплообменником наиболее эффективны в комплексе с котлоагрегатами, работающими на газообразном или твердом топливе. Это касается и электрических котельных агрегатов. Внутри их располагается змеевик, выполненный из труб, по которому проходит вода, нагреваемая от температуры сгораемого топлива. Далее ее заменяет уже остывшая жидкость.

Во многих частных домах установлены печи. Подобное оборудование способно обогреть помещение небольших размеров, но для габаритной постройки с многочисленными комнатами его мощности может не хватить. В этом случае очень важно применение теплообменника, который своим присутствием преображает печь в полноценное устройство для отопления больших помещений.

При самостоятельном изготовлении такого прибора необходимо учитывать, что его размеры должны соответствовать габаритам топки. Существует возможность подключения к нему труб и радиаторов, которые помогут сделать систему намного эффективнее.

Типы теплообменников

Наиболее практичными считаются аппараты, теплоносителем в которых служит вода. И это неудивительно, поскольку по законам физики передача тепла посредством жидкости осуществляется намного лучше, чем воздухом. Тем не менее воздушное устройство применяется довольно часто.

Помимо вышеперечисленных агрегатов, существуют и такие, что устанавливаются на дымоходную систему. Монтаж подобных приспособлений происходит снаружи канала.

Любые агрегаты с теплообменниками, предназначенные для отопления помещений, устроены так, что их главная функция максимально направлена на нагревание воды.

Конструкция системы

Принцип работы самодельного теплообменного аппарата заключается в том, что он получает от отопительного устройства тепло, которое нагревает воду. Жидкость же распределяется по трубам, тем самым равномерно отапливая помещение. Такая система значительно экономит расход горючего, поскольку комната обогревается намного быстрее.

Обычное печное отопление можно улучшить следующими двумя способами:

выполнить возведение печи заново под габариты теплообменного аппарата;
осуществить монтаж технического устройства, которое конструируется исходя из размеров топливника.

Важно знать, что теплообменник должен подключаться ко всей отопительной системе так, чтобы труба, по которой подается вода низкой температуры, располагалась как можно ниже.

Не стоит забывать и о расширительном бачке, установка которого выполняется в самом верху трубопровода.

Благодаря этому элементу регулируется объем нагреваемой жидкости, а также выпускается накопившийся воздух. В случае если теплообменник, выполняющий естественную циркуляцию теплоносителя, окажется недейственным, требуется установить насос, который будет осуществлять это автоматически.

Читайте также: Дровяная печь длительного горения с водяным контуром

Самодельный аппарат для печи подключается к системе отопления с помощью двух специальных штуцеров: один из них подсоединяет трубу с холодной водой, второй – с горячей. При монтаже теплообменника и необходимых металлопрокатных изделий важно соблюдать установленный правилами уклон (см. схему снизу).

Изготовление теплообменника своими руками

Форма и размер подобного прибора могут быть самыми разнообразными. Наиболее часто эта конструкция выполняется по типу регистра, состоящего из определенного количества труб из меди либо стали. Однако нередко встречаются и пластинчатые устройства.

При сгорании топлива, особенно угля, температура в топочной камере значительно повышается. Именно поэтому выбору материала нужно уделить особое внимание. То же самое касается и правильности конструкции, и прочности швов, которые выполняются с помощью сварки.

Подбор материалов

Задача теплообменника заключается в том, чтобы теплоноситель передавал как можно больше тепла. Потому рекомендуется обращать внимание на теплопроводные свойства материала. Медные трубы проводят тепло в семь раз лучше, чем стальные. Исходя из этого, можно заключить, что для передачи одинакового объема тепла нужно установить 3,5 м труб из меди либо 25 м изделий из стали.

Теплообменники, выполненные из металла красного цвета, являются самыми экономичными в процессе работы. При этом медь – очень дорогой материал. Потому для изготовления подобного устройства целесообразнее использовать трубы из стали, диаметр которых должен быть не меньше 32 мм.

В случае если в качестве топлива применяется уголь, для создания аппарата рекомендуется использовать трубы из чугуна, поскольку этот материал обладает лучшими прочностными свойствами. Кроме того, он медленнее поддается разрушительному воздействию огня и высоких температур.

Важные нюансы

Теплообменный аппарат для водяного отопления, выполненный из труб гладкой структуры, называют регистром. Устройство напоминает собой своеобразную решетку. Не меньшей популярностью пользуются и более простые конструкции, которые представлены в виде бака прямоугольной либо цилиндрической формы.

При изготовлении теплообменника для печи рекомендуется соблюдать следующие правила:

Размер пространства внутри устройства должен составлять 5 мм и более. В противном случае вода может быстро закипеть.
Важно, чтобы толщина труб была не меньше 3 мм, иначе материал стремительно прогорит.
Расстояние между теплообменником и стенами топочной камеры должно быть не меньше 10 мм, чтобы металл мог свободно расширяться при нагревании.

Наиболее распространенные формы прибора

Аппарат, выполненный из листовой стали. Для изготовления такого устройства требуются следующие материалы: листовая сталь, металлический профиль с сечением прямоугольной формы 60х40 мм, труба, диаметр которой должен составлять 40 или 50 мм, предназначенная для подведения и отведения теплоносителя. Из стального профиля с применением сварки выполняются две формы: П-образная для передней части теплообменника и квадратная для задней. В последней необходимо проделать 2 отверстия, к которым будут крепиться трубы, предназначенные для подвода и отвода теплоносителя. С помощью листовой стали выполняется соединение двух форм сверху и по бокам. Эти элементы играют роль стенок теплообменника для печи.
Аппарат, выполненный из труб. Обе части подобного устройства создаются по такой же схеме, как и предыдущий вид. Разница состоит в том, что в качестве стен служат трубы, которые крепятся помощью сварки в профиль. Металлопрокатные изделия, применяющиеся в конструкции, можно заменить отрезками профильных труб, сечение которых составляет 40х60 мм, что значительно облегчает сварочные работы и последующую установку. В случае если отопительное устройство не будет применяться для приготовления пищи, то к теплообменному аппарату дополнительно подсоединяются трубы с маленьким диаметром, что способствует улучшению теплоотдачи.
Прибор, изготовленный из круглых металлопрокатных изделий, представляет собой конструкцию, которая размещается прямо в топке и плотно прилегает к ее стенам. Состоит такая система из двух контуров: верхнего и нижнего. Эти элементы соединяются с помощью труб вертикального расположения, которые размещаются возле боковых стен отопительного агрегата.
Плоский теплообменник для печи в виде регистра, выполненный из труб. Подобная конструкция является наиболее простой и действенной. Ее можно легко установить в печи любого размера.
Теплообменник, выполненный из определенного количества секций чугунного радиатора. Подобная система подключается к отоплению с помощью резьбовых соединений. Теплообменное устройство такого типа довольно габаритное, потому его установка происходит не в топочной камере, а в дымоходной системе. Стоит отметить, что чугун является одним из тех материалов, которые не выдерживают резких перепадов температур, поэтому его размещение должно осуществляться на большом расстоянии от места сгорания топлива.

Читайте также: Реактивная печь для дома своими руками

Особенности монтажа

Установку устройства проще всего выполнять во время возведения печи. В противном случае может возникнуть необходимость в демонтаже некоторой части кладки.

Очередность действий:

На готовый фундамент в место для топливника выполняется установка подготовленного теплообменника для печи трубчатой конструкции.
При дальнейшем возведении отопительного устройства оставляются небольшие просветы для выхода металлопрокатных изделий.
После завершения сооружения печи осуществляется подключение теплообменника к общей системе отопления, которая заполняется водой.
Производится испытание обогревательного устройства.

Система с воздушным теплоносителем

Теплообменные аппараты для воздушного отопления делятся на следующие два типа: прямые и косвенные.

Подобная конструкция обладает большим количеством недостатков, потому она редко используется в частных домах.

Основным ее достоинством является возможность совмещения самого отопления с вентиляцией принудительного характера. Допустив минимальную ошибку при проектировании системы, можно лишиться и этого преимущества.

Похожие статьи:Делаем печь-камин своими рукамиПечь Голландка своими руками: устройство, схемыОтопительная чудо-печка на соляркеДровяные печи из чугуна для дачи и дома: обзор моделей и отзывы покупателей

Печи отопительные с теплообменником – разумный и взвешенный выбор, позволяющий вам получить качественный отопительный прибор и сэкономить на покупке топлива.

Любое устройство, обладающее способностью выполнять обмен энергией между различными средами, называется теплообменник.

Основной задачей любого подобного устройства является обеспечение наиболее оптимальной передачи тепловой энергии от её источника к теплоносителю. Важнейшую роль при этом играет свойство материала, из которого теплообменник изготовлен, в частности, его теплопроводность.

металлопластиковой трубы – 4000м;
стальной – 25м;
медной – 3,5.

Высокая пластичность, присущая меди, помогает ещё больше сократить требуемые объёмы для размещения теплообменника, выполненного из указанного материала, за счёт изготовления его в виде витой спирали.

Разновидности теплообменников для отопительной печи

Печь для дома с теплообменником

внутреннее;
внешнее.

Независимо от конструктивных особенностей и места размещения все теплообменники заполняются жидкостью, играющей в них роль теплоносителя (вода, антифриз и т.п.).

Подключение печи с теплообменником к отопительным сетям осуществляется согласно схеме СО, разработанной для вашего помещения.

Проще всего ознакомиться с основными конструкциями теплообменников можно, рассмотрев такое изделие, как отопительная печь с теплообменником для бани.

Простейшая печь для бани может оснащаться: либо теплообменником так называемого, «самоварного» типа, который размещается на патрубок выходного дымохода печи, опоясывая его. Теплоноситель, находящийся в теплообменнике указанного типа, нагревается теплом отводимых газов. Либо теплообменником встроенным, который монтируется под конвектором непосредственно на стенку топки. Передача тепла – стенка в стенку.

В таких печах встроенный теплообменник забирает тепло, которое, при его отсутствии, пошло бы на нагрев парилки и камней. А вот теплообменник самоварного типа в этом отношении, более выигрышный вариант, так как теплоноситель в нём нагревается теплом исходящих газов, которые просто выбрасываются в атмосферу.

Плюс печи для дома с теплообменником подобной конструкции обладают большей эффективностью, так как, из-за большего объёма ёмкости, вода нагревается здесь быстрее. И затраты на топливо в последнем случае меньше.

Принцип работы печи с теплообменником

Принцип работы теплообменника основан на классических законах физики. Для предотвращения появления воздушных пузырьков ёмкость заполняется снизу вверх. Делается это до начала растопки, так как, в противном случае, можно вывести систему из строя. Вода нагревается и поднимается к трубе в верхней части теплообменника. В нижнюю трубу поступает вода холодная.

За счёт этого достигается циркуляция теплоносителя между теплообменником и прибором отопления и повышение температуры последнего.

Не рекомендуется, изготавливая теплообменник в печь для отопления, использовать в его конструкции трубы пластиковые или металлопластиковые, так как существует вероятность выделения ими при, определённых температурах нагрева, канцерогенных веществ в атмосферу. Что негативно сказывается на здоровье человека.

Особенности монтажа печи и установки теплообменника

Монтаж печи и установки теплообменника

Пламя по своей сути, это сгорающие частицы, обладающие высокой летучестью. Охлаждая его за счёт отбора тепла мы, тем самым, инициируем неполное сгорание заложенного топлива. Что приводит к снижению КПД нашей печи.

Как установить теплообменник в печь? Вода в нём должна перемещаться навстречу тепловому потоку. В идеале – холодный теплоноситель должен, в первую очередь, контактировать с холодными газами, а нагревшийся — с печными газами, имеющими максимальную температуру. Это позволит сохранять максимальную дельту температур между газами и теплоносителем. Следовательно, нагрев становится более эффективным. Плюс существенное снижение количества конденсата, оседающего на теплообменнике.

Чтобы добиться этого, найдено гениальное, по своей простоте, решение. Появился колпаковый дымоход, в который теплообменник с большим объёмом теплоносителя и поместили. Продукты сгорания, имеющие высокую температуру, задерживаются в нём до момента остывания.

А вот цинк при 200 градусах испаряется, а при 500 его пары в воздухе достигают опасных для здоровья концентраций.

Оцинкованный профиль на теплообменниках, не прогревающихся до 200 градусов использовать можно. Тем более что он способствует усилению конвекции воздуха, который его обтекает.

Прогревать жилище постоянно отопительная печь с теплообменником подобной конструкции вам не позволит, а вот в минимальные сроки прогреть мансарду – без проблем!

Для регулярных выездов в загородную баню (на дачу) вещь незаменимая. Топите баню, а в мансарде через 30 минут уже тепло и уютно. И не нужна вам вторая печь или отопительный котёл.

Устанавливается теплообменник на дымоход (самоварный тип) просто, даже на обычную металлическую печь. В будущем можете даже обложить его кирпичом.

Так же смотрите видео «теплообменник на дымоход своими руками».

Архаичный камин смотрится красиво, но вызывает сомнения целесообразность его присутствия в современном жилище. Не хотелось бы испортить домашний уют копотью. А еще беспокоит мысль о пожаре. Привычно разжигать костер, отдыхая на природе, но в своей комнате слегка страшновато.

Безопасным решением станет камин с водяным контуром отопления.

Что такое камин с водяным контуром

Камин — древнейший атрибут интерьера человеческого жилища. С незапамятных времен большая часть семейных событий происходила вокруг домашнего очага. Сейчас можно купить печь-камин с водяным контуром отопления для самого изысканного дизайна.

Технологический прогресс привел к созданию большого числа разнообразных конструкций этого традиционного источника тепла. Один из них — аквакамин с функцией подогрева воды, циркулирующей по отопительной системе. Теперь он может обогревать не одну комнату, а полностью весь дом.

Принцип работы

Камин с встроенным водяным контуром работает так же, как дровяная печь для отопления, в конструкцию которой вмонтирован теплообменник системы отопления.

Преимущества

Установка камина придает дизайну изысканность. Комнату можно быстро прогреть при резком похолодании снаружи или после долгого отсутствия в загородном доме. И сразу же заработает система отопления всего здания.

Выгоды от приобретения аквакамина на этом не заканчиваются:

Причудливо переливающиеся огоньки пламени — это одна из трех картин, на которые можно смотреть бесконечно. Отдых у огня — самый древний, расслабляющий и успокаивающий.
Конструкция камина не содержит движущиеся механизмы. Там просто нечему ломаться. Долговечность обеспечена тысячелетним опытом использования открытого огня.
Корпус аквакамина двойной. Внутри циркулирует вода из системы отопления дома. Металл не перегревается от контакта с открытым пламенем, поэтому срок службы изделия измеряется десятилетиями.
Традиционный камин, оборудованный теплообменниками, подключенный к отопительной системе здания, имеет коэффициент полезного действия (КПД) 80 %. Это уровень современных теплогенераторов.
К аквакамину можно подключить бойлер для обеспечения коттеджа горячим водоснабжением.
Пожаробезопасность гарантирует применение термостойкой прозрачной дверцы топки. При этом мягкий инфракрасный спектр пламени свободно проникает сквозь стекло, приятно греет хозяев камина, создает уютную, теплую атмосферу.
Дешевое топливо: дрова, уголь, топливные брикеты — дает ощутимую ежегодную экономию.
Печное, каминное отопление полностью автономно, что позволяет строить загородный дом вдалеке от газовых и электрических сетей. Наличие небольшого по мощности электрогенератора обеспечивает возможность применения автоматизированной пеллетной подпитки топки для длительного беспрерывного горения.
Современные аквакамины достаточно легкие. Их можно установить без фундамента на негорючее основание, например, из керамической плитки.
Разнообразный дизайн современных каминов имеет общую характеристику — компактные размеры при достаточно высокой тепловой мощности, что важно для небольших комнат.
Отсутствует инерционность, присущая традиционным массивным печам. За считанные минуты разгоревшееся пламя согреет комнату, где установлен аквакамин. Если предусмотрен циркуляционный насос, то всему зданию не страшны резкие перепады температур наружного воздуха.
Цена массивного каменного камина или печи вместе с фундаментом и дымоходом превосходит стоимость аквакамина, монтаж которого достаточно прост, поэтому возможна установка своими руками. А профессионального каменщика сейчас найти сложно, его услуги дорого стоят.
При комбинированной системе отопления возможна экономия до 50 % начальной стоимости газового оборудования. Максимальная мощность котла рассчитывается на минимальную зимнюю температуру. На широте Ростова-на-Дону это -24 °С. На практике морозы редко бывают ниже -10 °С. Когда станет холоднее, выручит аквакамин. Все остальное время можно экономить без ущерба для комфорта.

Недостатки

Современный человек избалован централизованным отоплением своего жилья, поэтому даже незначительные дополнительные хлопоты с камином могут сильно смутить.

Однако проблем не так уж много:

При сильном ветре возможна обратная тяга. Дым, сажа попадают из камеры сгорания в помещение. Чтобы избежать такой неприятности, дымоход должен возвышаться над коньком крыши или быть от него на определенном расстоянии. Точные значения для конкретного случая рассчитываются на основании строительных норм и правил (СНиП). Стабилизировать, усилить тягу поможет установка дефлектора.
Если загородный дом не предназначен для постоянного проживания, то зимой воду из системы отопления надо сливать на время отсутствия. Иначе трубы лопнут. Долговечность здания, сохранность интерьера будет гарантирована, если внутренняя температура поддерживается на уровне не ниже +10 °С. Этого можно достичь автоматизированной пеллетной подачей топлива или установкой электрического котла для дежурного отопления.
Монтаж камина дороже, чем подключение электрокотла. Но электроэнергия — один из самых дорогих видов «топлива». К тому же перебои энергоснабжения не редкость.
Требуется регулярная чистка дымохода от сажи 2 раза в год, а при интенсивной эксплуатации чаще.

Из чего состоит

Конструкция предельно проста: корпус, топка, теплообменник. Корпус может быть отдельно стоящим. Его иногда вмуровывают в массив стены или декоративное обрамление из кирпича, кованых или каменно-скульптурных изделий. Топка стальная, но колосники обычно чугунные. Теплообменник сварной из цельнотянутых труб. Снизу топки присоединен воздуховод, а сверху — дымоход.

Корпус

Металлический кожух аквакамина внутри полый. Между наружной и внутренней стенками циркулирует вода. Именно здесь начинается ее нагрев, а затем она поступает в верхний регистр теплообменника. Вследствие такого технического решения внешняя оболочка даже теоретически не может нагреться выше 100 °С, поэтому вполне пожаробезопасна.

На верхней плоскости иногда располагают варочную плиту. Такая конструкция актуальна для небольших дачных домиков, где кухня, столовая и гостиная совмещены в одной комнате.

Геометрия корпуса зависит только от фантазии дизайнера. Главное, чтобы в нем поместилась камера сгорания.

Камера сгорания

Обычные камины имели низкий КПД на уровне 20 % из-за несовершенного отбора тепла при горении топлива. Обогрев комнаты происходил за счет инфракрасного излучения пламени. Спереди был большой портал, чтобы лучи от огня могли согреть максимальную площадь помещения.

Дополнительно небольшое количество тепла нагревало воздух в доме за счет конвективной теплопередачи от раскаленного корпуса. Остальные 80 % тепла улетало через дымовую трубу вместе с продуктами горения — раскаленными газами.

Конструкция аквакаминов предусматривает возможность изменения скорости горения топлива регулированием поступления приточного воздуха в нижнюю часть топки. Портал закрыт жаропрочным стеклом. Оно перекрывает бесконтрольный доступ воздуха к огню, что делает аквакамин пожаробезопасным.

Чтобы уменьшить вероятность возникновения сквозняков, предусматривают поступление воздуха в топку по трубе. Снаружи устанавливают мелкую решетку от грызунов и кошек. Перед камином имеется регулировочный шибер.

Сверху портала находится система «чистое стекло» — продольная щель с направляющими для небольшого количества приточного воздуха из комнаты. Поток холодного воздуха «стекает» по внутренней части стекла, препятствуя загрязнению копотью.

Теплообменник (контур водяного отопления)

В верхней части топки располагается регистр труб для отбора тепла от раскаленных газов. Внутри труб протекает теплоноситель — вода. Если мощность аквакамина очень велика, то дополнительные регистры располагают вдоль боковых и задней стенок топки. Для улучшения теплообмена и увеличения КПД должен быть циркуляционный насос. В результате эффективность аквакамина повышается до 80 %.

При нагревании вода увеличивает свой объем, поэтому необходима установка расширительного бачка. При открытой системе отопления его устанавливают в самой верхней точке — обычно на чердаке. При закрытой — бачок мембранного типа монтируют в любом удобном для обслуживания месте. Рядом монтируют манометр, а также предохранительный клапан.

Дымоход

Для отвода газообразных продуктов горения применяют керамику или металл. Керамические дымоходы долговечны, но дорого стоят и отличаются трудоемкостью монтажа.

Труба дымового канала глазурована при изготовлении. Это препятствует налипанию сажи, облегчает очистку. Она отделена от корпуса дымохода термостойкой теплоизоляцией. Внизу расположена емкость для сбора конденсата.

Основные характеристики керамических дымоходов:

срок службы — свыше 25 лет;
стекловидная поверхность препятствует отложению сажи;
пожаробезопасны;
не прогорают;
значительная масса должна опираться на фундамент;
высокая стоимость комплектующих;
сложный монтаж.

Металлические дымоходы значительно дешевле, их проще собрать. При нарушении режима эксплуатации могут прогореть.

Стальные трубы собраны по схеме «сэндвич». Внутренняя труба из технической нержавейки отделена от наружной волоконно-базальтовой термоизоляцией. Отдельные блоки состыковывают при помощи жароустойчивого герметика.

Характеристики металлических дымоходов:

стоимость закупки и монтажа меньше, чем у керамики;
есть возможность сборки своими руками;
малый вес, поэтому фундамент не нужен;
нельзя допускать прорыва пламени в дымоход.

Виды каминов

Печь-камин на дровах

Такая модификация появилась вследствие естественного желания заменить обычную дровяную печку загородного дома на эстетичный камин. Для этого нужно было повысить его КПД.

Задача была решена тремя конструктивными усовершенствованиями:

Приток воздуха в топку не через открытую фронтальную плоскость, а через колосники снизу. Интенсивность горения топлива регулируется положением шибера в поддувале.
Портал закрыт прозрачным термостойким стеклом. Через него свободно проходят инфракрасные лучи, обогревая всю комнату.
Сверху топки установлен теплообменник.

Пеллетный камин

Альтернативный вариант разработан после изобретения пеллет — гранулированного топлива из торфа, органических отходов деревообрабатывающей промышленности, сельского хозяйства. Стандартизация размера нового вида биотоплива позволила максимально автоматизировать процесс сжигания.

Периодичность обслуживания аквакамина изменилась от нескольких часов до месяца. Розжиг, контроль, регулирование процесса осуществляется встроенным контроллером.

Конструкция любой пеллетной печи состоит из нескольких систем:

Хранилище с гравитационной системой подачи топлива. По мере расходования гранулы осыпаются вниз по наклонной поверхности, к которой подключен вибрационный механизм.
Топливопровод с вакуумным насосом или шнековый дозатор.
Встроенный приемный бункер камина.
Камера сгорания с контролем пламени.
Периодическая очистка дымохода и зольной камеры пружинными механизмами.

По мере выгорания пеллет из встроенного бункера подается топливо. Интенсивность подачи гранул автоматически регулируется в зависимости от заданной температуры в помещениях и изменения погодных условий.

При опустошении бункера периодически включается подача биотоплива по топливопроводу из хранилища, размеры которого определяют длительность работы всей системы без перезагрузки.

Типы каминов по материалу изготовления

Для устройства аквакаминов используют кирпич, природный камень, керамику, чугунное литье, стальной лист, базальтовый волоконный утеплитель, жаростойкое стекло.

Кирпичные

Печь-камин можно спроектировать по индивидуальному заказу практически любой конфигурации. Отделка изразцами подчеркнет индивидуальность интерьера. Как правило в таких каминах используют рабочий кирпич высокого качества (огнеупорный).

Требует тщательного соблюдения технологии, качественного монтажа. Устанавливается на отдельном фундаменте. Большая стартовая стоимость оправдывается повышенным комфортом.

Металлические

Наиболее выгодны из-за оптимального соотношения цена/качество. Небольшой вес, доступная цена, простой монтаж, разнообразный дизайн способствуют их повсеместному распространению.

Комбинированные

Совмещают комфортность инфракрасного каминного отопления, теплоемкость массивной печи, функциональность водяной отопительной системы. Имеют максимально возможный КПД. Долго отдают накопленное тепло после затухания огня.

Топочная камера с теплообменником встраивается по ходу строительства кирпичного или каменного фасада камина. Поскольку доступ для ремонта потом будет затруднен, оптимален чугунный вариант. Обязателен отдельный фундамент, поэтому рекомендуется использовать долговечный керамический дымоход.

Критерии выбора

Большинство покупателей при выборе руководствуются стоимостью и собственным вкусом, обращая внимание только на внешний вид изделия.

Желательно учитывать также другие факторы:

тепловая мощность;
долговечность;
длительность горения одноразовой закладки топлива.

Мощность определяется зависимо от размеров площади дома, минимальной температуры наружного воздуха зимой. Соответствующие характеристики производитель указывает в паспорте изделия. Если их нет или цифры очень уж приблизительные, то можно использовать методику расчета из СНиПа.

Тогда необходимо учитывать:

климатические условия в месте проживания;
конструктивные характеристики помещений;
размер отапливаемой площади;
количество внешних стен;
ориентация внешних стен по сторонам света — юг, восток, запад, север;
тепловое сопротивление внешних стен, зависящее от толщины и теплопроводности материала;
температура наружного воздуха в самую холодную неделю зимы;
высота потолков;
что находится снизу/сверху: отапливаемая или холодная комната, чердак — утепленный или нет;
степень утепления полов;
наличие подвала;
количество/размер окон;
конструкция окна: дерево или металлопластик, двойное или тройное остекление, аргоновое заполнение;
наличие/размер дверей на улицу или балкон.

Считать надо каждую комнату отдельно. Затем просуммировать теплопотери — это максимальная мощность теплогенерирующего агрегата, которую надо еще будет увеличить на коэффициент запаса 15—20 %.

Изготовление своими руками

Возведение камина без наличия соответствующего опыта возможно при наличии подробных чертежей с указанием порядной укладки кирпичей. Сначала заливают бетонный фундамент или выкладывают его из блоков до уровня чернового пола. Сверху устраивают гидроизоляцию из рубероида.

Для топки желательно использовать шамотные изделия. Теплообменник желателен из чугуна, но подойдет сварной регистр труб с толщиной стенки минимум 4 мм. Соединения теплообменника с трубами отопления должны находиться за пределами топки.

Остальное возводят из огнеупорного кирпича на глиняном растворе. После формирования свода сверху монтируют дымоход. Его можно построить без труб из кирпичей с тыльной стороны камина на собственном фундаменте.

Перед розжигом после окончания строительства надо подождать две недели. Затем заполнить систему водой. Первую топку провести в щадящем режиме, постепенно увеличивая пламя.

Самостоятельная установка

Современные облегченные модели стандартизированы, поэтому не требуют больших усилий при монтаже. Понадобится стандартный набор инструментов, минимальные навыки, немного свободного времени.

Монтаж камина

Перед установкой необходимо обустроить негорючее основание из стального листа или керамики.

Далее по инструкции производителя:

Установите камин по уровню строго вертикально.
Подключите теплообменник к трубам системы отопления.
Смонтируйте дымоход, присоедините к топке.
Заполните водой.
Заложите половинную норму топлива, разожгите.

Подключение к радиаторам

Аквакамин стыкуется как с открытой, так и с закрытой системой отопления. Для магистрали выбирают трубу минимум 1,5 дюйма. Ее монтируют с постоянным уклоном минимум 5 градусов. Радиаторы подключаются отводами 1/2—3/4 дюйма.

Монтаж дымохода и подключение к камину

Соединение может быть в верхней или тыльной части топки.

Необходимо соблюдать следующие правила:

Диаметр дымохода должен быть равен или больше выходного отверстия в камине.
На дымоходе должен быть установлен шибер.
Горизонтальные участки не могут быть больше 1 метра.
Высота дымовой трубы должна соответствовать паспортной.
Пересечения с перекрытиями, стенами изолируют негорючими материалами.
На дымовой трубе должна быть ревизия для удаления сажи, а внизу — приемная чаша для конденсата.

Видео

Монтаж камина с водяным контуром отопления с кирпичной облицовкой смотрите в видео. Подключение к радиаторам отопительной системы.

Похожие записиОтзывы и комментарии

Дрова и уголь остаются во многих регионах наиболее доступными видами топлива, с помощью которых отапливаются частные коттеджи. Однако печной обогрев выбирают не только из-за дешевизны и общедоступности энергоносителя, но и из-за низкой цены его обустройства.

При этом помимо множества плюсов печь с водяным контуром для отопления дома имеет и массу минусов. Далеко не всегда такой вариант бывает оптимальным. Давайте попробуем разобраться в нюансах такой системы отопления.

Особенности обогрева на базе печки

Печное отопление – норма для российских деревень, надежность и практичность которого проверенна веками. И сегодня во многих деревенских домах стоят печи с плитой для готовки пищи и подом для выпечки хлеба.

Одни из них оборудуются водяным контуром отопительной системы, а другие нет. Но выкидывать их и менять на современные котлы хозяева сельского жилья не спешат. Более безотказного и беспроблемного способа обогрева еще не придумали.

Без контура с водой по дому дровяная печь способна прогреть лишь небольшое пространство вокруг себя. Для отопления одной-двух комнат такой вариант приемлем, но для большого коттеджа уже нет

В качестве топлива в подобных деревенских печах сжигают:

уголь;
торф;
дрова;
брикеты (евродрова).

Принципиальной разницы между этим типами топлива с точки зрения устройства печки внутри и разводки системы водяного отопления по частному дому нет. Одни из них дают больше жара, а другие прогорают дольше. Но конструкция топки и схема разводки труб с теплоносителем по комнатам во всех случаях одинаковы.

Делая выбор в пользу печного обогрева, не стоит забывать о противопожарных нормах устройства кирпичных печей – только их неукоснительное соблюдение позволит свести риск возникновения пожара к минимуму

Среди достоинств печного отопления числятся:

отсутствие зависимости от наличия в сети электроэнергии;
сравнительно низкая стоимость устройства отопительной системы;
дешевизна твердого топлива и возможность использования разных его видов;
предельная простота эксплуатации;
длительная отдача тепла (для кирпичных конструкций);
универсальность – подходит одновременно для обогрева и готовки еды.

Если частный дом невозможно подключить к магистральному газу, то дровяная печь будет наилучшим выбором для его отопления.

Единственное исключение – когда уголь или дрова недоступны в конкретной местности. Но такой вариант в России является скорее исключением, нежели нормой.

Два главных недостатка печей с водяным контуром – невозможность автоматизации работы и проблематичность регулировки теплоотдачи в отдельных комнатах

Также из недостатков печного отопления следует упомянуть:

долгий прогрев системы до начала теплоотдачи;
потеря массы полезного пространства в доме из-за массивности печи;
большой вес печной конструкции из кирпича;
низкий КПД из-за ухода значительного объема тепла в трубу;
высокая пожароопасность при неправильной эксплуатации.

Кирпичная отопительно-варочная печь для частного дома с водяным отоплением в зависимости от конструкции и количества рядов может весить от 1,5 до 10 тонн. Плюс сюда добавляется вес трубы.

Фундамент для такой массы требуется мощный и дорогой по затратам, что также можно назвать минусом рассматриваемых отопительных систем.

Устройство печного водяного отопления

Печь для рассматриваемой системы обогрева в идеале необходимо рассчитывать и строить одновременно с домом. Если жилое строение уже возведено, то поставить в нем печную конструкцию из кирпича будет сложно. А зачастую это и вовсе оказывается невозможно из-за необходимости делать прочный фундамент и перестраивать стропильную систему.

Печь для водяного обогрева в частном доме может быть выполнена не только из кирпича, но и из стали в виде буржуйки с теплообменными трубами вокруг топки для нагрева теплоносителя

Водяное отопление на основе печи состоит из:

непосредственно печки (металлической либо кирпичной);
теплообменника внутри или вокруг печной топки, а также в форме змеевика вокруг дымохода;
разнесенного по дому контура с теплоносителем и расширительным бачком на чердаке.

Также в отдельных случаях эта отопительная система дополняется циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Однако такой расширенный вариант применяется крайне редко, так как требует бесперебойного электропитания и приводит к удорожанию всей схемы.

А основной плюс водяного печного отопления – дешевизна устройства. Дополнять его дорогостоящими и склонными к поломке элементами не стоит.

Схема циркуляции воды в контуре

Система водяного отопления в домах выстраивается с естественной (гравитационной) либо принудительной циркуляцией теплоносителя. Если она делается на базе дровяной печки, то лучше всего предпочтение отдать первому варианту.

Схема разводки с естественной циркуляции воды более дешева по сравнению с принудительным аналогом, а также в отличие от него не требует электроснабжения

Водяное печное отопление рекомендуется обустраивать только в одноэтажных домах площадью до 150 м². В этом случае его можно сделать гравитационным без дополнительных насосов.

Если необходимо обогреть коттедж в пару и более этажей, то лучше осуществлять это на базе более мощного котла. Печь для таких строений придется сооружать просто огромную, что дорого в реализации. Да и объемы топлива придется в нее закладывать каждый раз немалые. А делать так крайне не рекомендуется из-за увеличения рисков возникновения пожаров.

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

теплообменника в составе печки;
контура из металлического трубопровода;
радиаторов (обычно заменяются толстыми трубами в комнатах);
расширительного бачка.

Если водяной обогрев в загородном доме решено делать своими руками, то лучше его проектировать именно по этой схеме. Монтаж и расчет такого варианта выполнить проще, чем с принудительным движением воды.

Система с циркуляционным насосом больше подходит для котлов, на базе печки она теряет свою повышенную эффективность по теплоотдаче

Если бойлер автоматизирован и воду греет постоянно по мере необходимости, то дровяная печь протапливается раз или два в сутки. Именно в эти моменты теплоноситель в печной топке и нагревается, чтобы отдать тепло в помещениях. После гонять его насосом по трубам контура бессмысленно. Воду все равно ничто в холодной топке не будет подогревать.

Делая выбор в пользу печи на дровах или угле, хозяева частных домов обычно рассчитывают получить автономную систему обогрева. Если поставить в нее насосное оборудование, требующее для работы питание из электросети, то об автономности говорить будет сложно.

Печь – кирпичная или металлическая

Печь из кирпича дольше нагревается, но и дольше отдает тепло пространству вокруг себя. Аналог из стали наоборот быстро греется и также быстро после прогорания топлива остывает. Частично эта проблема решается за счет наличия в водяном контуре больших объемов теплоносителя.

Однако чем больше воды приходится хранить в системе, тем дороже она выходит по материалам.

Металлическую буржуйку с водяным змеевиком для отопительного контура в частных домах разрешается ставить прямо на деревянный пол без обустройства специального фундамента

Печь из стали под водяное отопление мощностью 5–15 кВт – без топлива и воды это конструкция весом 100–300 кг. Такую буржуйку без опаски можно поставить на усиленные лаги. Печные фундаменты требуется заливать, когда печка весит более 700–800 кг. Вот если она кирпичная, то без бетонных работ тогда точно не обойтись.

В сравнении с металлической, печь из кирпича весит больше, стоит дороже и сложнее в монтаже. Однако у нее выше КПД и меньше риски заморозки контура с порывом труб из-за образования внутри льда. Если все решено делать капитально для себя и постоянного проживания, то выбор рекомендуется останавливать на кирпичном варианте.

Трубы – нержавейка или металлопластик

Если система отопления строится на базе водогрейного котла, то обвязку его разрешается делать не только стальными трубами, но и металлопластиковыми и полипропиленовыми. Однако если воду будет греть дровяная печь, то контур с теплоносителем от нее стоит создавать только из нержавейки.

При большой закладке дров вода в змеевике печной топки может быстро разогреться до 100 градусов и закипеть, подобные температуры долгое время способна выдержать лишь сталь

Металлопластик рассчитан на работу с теплоносителем, разогретым до 90–95 °С. Кратковременно он способен перенести и нагрев до 110–120 °С. При этом автоматика котлов и бойлеров изначально не допускает прогрев воды до таких градусов. Для теплых полов она нагревается до 30–45 °С, а для батарей до 60–65 °С.

Однако в случае с дровяной печкой температуры под сотню – не просто возможны, а далеко нередки. Рисковать и играть в русскую рулетку, делая обвязку этой печи с помощью металлопластиковых труб, не рекомендуется. Лучше всего предпочтение отдать более надежной нержавеющей стали.

Вдобавок выходящие из топки от змеевика патрубки для подсоединения труб контура точно будут нагреваться до сильно высоких температур. От открытого огня их отделяет менее полуметра. Подсоединять к ним любые пластиковые трубы опасно из-за риска расплавления последних.

Теплоотдача – радиаторы или регистр

Подача тепла из печки в контур отопления осуществляется порциями по несколько часов, пока в топке горят дрова или уголь. Если воды в отопительной системе мало, то дом быстро будет выстывать. Поэтому в деревнях подобный обогрев обычно и делается из толстых стальных труб, а не на основе более привычных горожанам радиаторов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит просто идеально.

Классическая схема водяного печного отопления с естественной циркуляцией предполагает прямой контакт воды с атмосферой через расширительный бак, но обычным батареям воздух в теплоносителе противопоказан

Проложенная по дому труба диаметром 80–120 мм из нержавейки – это отопительный регистр, состоящий из подачи от печи и обратки к ней. В дальней от топки комнате эти линии соединяются воедино, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль внешних стен.

Выглядит регистр не столь эстетично, как радиатор. Зато первый вариант сильно дешевле и проще в самостоятельном изготовлении, нежели второй. Для его реализации надо лишь иметь опыт обращения со сварочным аппаратом.

Площадь теплоотдачи для подобного контура рассчитывается умножением числа ПИ на диаметр и длину трубы. Плюс в расчетах надо учесть тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.

Однако, зачастую, подобные вычисления не производятся, а берется труба диаметром 80–100 мм и прокладывается по периметру всего жилого здания с закольцовыванием в дальней комнате. При этом регулировка теплоотдачи производится «на глаз» и опытным путем в результате накладывания того или иного объема топлива в топку.

Не зря контуры из регистров вкупе с водяными печами так распространены. Их не нужно даже рассчитывать, достаточно взять подходящую трубу и сварить сваркой.

Подбираем теплообменник для топки

Теплообменник в печку можно сделать из меди, стали либо чугуна. Медный вариант сразу лучше исключить из-за высокой цены. Самостоятельно спаять такое устройство крайне проблематично.

Устанавливать внутрь топки чугунные батареи следует с осторожностью – из-за температурного шока отдельные их секции могут отсоединиться от соседних элементов

Чугун по техническим параметрам выигрывает у стали. Однако выполнить своими руками из него теплообменник для дровяной печки представляется проблематичным. Можно лишь взять для этого старую батарею. Но здесь надо учесть, что уплотнитель между ее секциями будет выгорать в топке. А это прямой путь к потере герметичности и выходу воды в топочную камеру.

Если теплообменник решено делать из чугунной батареи, то лучше всего брать для этого модели МС-110-300 или МС-90-300. Они небольшие и спокойно разместятся в топке. Площадь поверхности нагрева у них на каждое ребро будет порядка 0,14–0,16 м².

Исходя из этих цифр, можно прикинуть – сколько потребуется секций для конкретного контура. На каждый 10 квадратов площади дома нужно 1 кВт, что будет приблизительно равно 0,1 м² площади нагрева теплообменника из чугуна.

Ребра чугунного радиатора обычно соединяются с применением прокладок из теплостойкой резины. В печной топке такой резиновый уплотнитель сгорит, его нужно менять на асбестовый шнур

Еще один момент использования чугунной батареи в качестве теплообменника – это проблематичность ее чистки от сажи изнутри топки. Время от времени топочную камеру необходимо чистить, а рельефные ребра «чугунки» будут этому сильно мешать.

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

змеевика из нескольких трубок;
рубашки из листовой стали.

Делают их из низкоуглеродистой стали Ст10…Ст20 с толщиной 4–5 мм. Если брать трубки, то диаметром 30–50 мм.

Сделать стальной теплообменник проще всего из листовой стали – однако у него в теплообмене будет участвовать лишь поверхность, обращенная внутрь топки к огню

Трубчатый вариант в плане теплообмена более эффективен, но он и более трудоемок в изготовлении.

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Qy=K*(Tcp-Tk)

где:

K – коэффициент теплопередачи материала (для низкоуглеродистых сталей берется 15–20, а для серого чугуна – 50);
Tcp – средняя температура нагревающей среды в топке (Tmax+Tmin)/2;
Tk – средняя температура теплоносителя (Tподачи+Tобратки)/2.

Если в печке будут сжигаться дрова, то Tcp=(700+300)/2=500 °С и Tk=(80+60)/2=70 °С. В итоге Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. То есть на квадратный метр обращенной к огню поверхности теплообменника выйдет приблизительно 7,5 кВт/час.

Для угля расчеты следующие – Tcp=(1000+600)/2=800 °С и Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.

Далее делим необходимую для обогрева конкретного дома мощность на вычисленную цифру, в зависимости от планов по использованию того или иного типа топлива.

Например, для коттеджа в 150 м² нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м². Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.

Если выбран трубчатый змеевик, то его длина рассчитывается по формуле:

S=2*3,14*D*L

где:

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

Параметры рубашки из стального листа вычислить еще проще, она обычно представляет собой два прямоугольника по бокам топочной камеры.

Выбор самого оптимального варианта

В уже построенном доме массивную кирпичную печь поставить будет сложно. Водяное отопление в этом случае лучше всего организовывать на базе металлической буржуйки, которую разрешается ставить на усиленный деревянный пол без заливки фундамента.

Однако если есть возможность сделать фундаментную основу как положено, то предпочтение стоит отдавать более надежной печной конструкции из кирпича.

Водяной контур по дому для дровяной печи лучше всего делать из толстых стальных труб и с естественной циркуляцией теплоносителя

Установка в рассматриваемый отопительный контур циркуляционного насоса и/или гидроаккумулятора – это пустая трата денег и ноль дополнительной пользы. Они лишь усложнят монтаж системы. А при отключении света эти устройства и вовсе создадут проблемы. Тогда как вариант обогрева без них при проблемах в электросети продолжит спокойно отапливать дом.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор формы теплообменника в дровяную печку:

Обзор кирпичной печи для водяного отопления в коттедже:

Устройство отопительно-варочной печки из кирпича с разбором порядовки конструкции:

Назвать водяное отопление на основе дровяной печи идеальным и высокоэффективным сложно. Но этот вариант обогрева частных домом самый надежный, а также дешевый и простой в реализации. Только дополнять такой контур циркуляционным насосом и автоматикой не надо. Они работают от электросети и делают всю системы неавтономной, нивелируя ее один из основных плюсов.

Используемые источники:

http://pechnoedelo.com/otopitelnie-pechi/pech-s-teploobmennikom-dlya-doma.html
https://vse-otoplenie.ru/pechi-dlya-doma-s-teploobmennikom
https://otoplenie-expert.com/kaminy/s-vodyanym-konturom.html
https://sovet-ingenera.com/otoplenie/pechi/pech-s-vodyanym-konturom-dlya-otopleniya-doma.html

Камин с теплообменником: выбираем правильно