Как сделать печь с котлом водяного отопления своими руками

Как сделать печь с котлом водяного отопления своими руками

Кирпичная печь с котлом водяного отопления – отличное решение для организации обогрева в загородном доме. Ниже мы подробно опишем, как организовать такую конструкцию своими руками.

Целесообразность установки печи с котлом

Отопление помещений печным способом занимает следующее место по экономичности после газового. Реальность такова, что газовые магистрали проходят не везде, поэтому приходится отапливаться дровами. Обычная дровяная печь обладает одним серьезным недостатком: эффективность обогрева достигается лишь в ближайшем помещении, и то, не совсем равномерно.

Можно выделить такие нюансы пользования дровяной печью:

• Комнаты, расположенные вдалеке, либо остаются холодными, либо их приходится дополнительно обогревать электричеством. Помимо этого, зачастую, мощные электрообогреватели попросту не от чего запитать. Так как на одну розетку приходится максимум в 3,5 кВт, а мощность устройства превышает 7 кВт, требуется и вовсе трехфазное питание.
• За отсутствием тепловой завесы окна постоянно потеют, покрываясь изморозью.

Решением данной проблемы будет разводка теплосети от печи по помещениям, и установка под окнами радиаторов для водяного отопления. Потребуется проделать минимум работы: соединить печь с котлом водяного отопления, и сделать соответствующую качественную разводку.

Делаем разводку для системы водяного отопления

Самой простой схемой отопления будет однотрубная, с естественной циркуляцией теплоносителя. Ее по другому еще называют гравитационной системой – в ней жидкость в зависимости от температуры, увеличиваясь и уменьшаясь в объеме, циркулирует по системе.

Более детально схема печного котла выглядит так:

• От теплообменника контур поднимается – таким образом создается разгонный коллектор. В его конце устанавливают расширительный бачок открытого типа. Он необходим для сбора лишнего теплоносителя вследствие расширения, там же в него попадают излишки воздуха из отопительной системы.
• Далее основной контур по всему дому идет обратно от расширительного бака к теплообменнику, отдавая при этом все тепло радиаторам.

Чтобы в печи с котлом для отопления дома циркулирующая вода всегда могла двигаться по контуру, по всей его длине должен быть небольшой уклон. Для достижения наилучшей в нем циркуляции, конечная часть контура должна быть как можно ниже.

При врезке котла в печь для отопления своими руками контур делают из трубы как минимум в 32 мм, поскольку уменьшение внутреннего диаметра увеличивает давление в системе. Радиаторы устанавливают параллельно ей и оборудуются дросселем на подающей нитке, отсекающим вентилем на обратной пробке и воздушником на одной из верхних пробок. Тип подключения используется нижний или диагональный.

Изготовление теплообменника для печного котла своими руками

Простой способ

Допустим, имеется готовая кирпичная печь (отопительная, отопительно-варочная или обычный камин).

От нас требуется сделать разводку по дому и затратить при этом минимум средств. Легче всего в процессе встраивания котла в кирпичную печь сделать и разместить в топке обычный змеевик. Как правило, печь с теплообменником более эффективна и экономична. Стоит отметить, что можно использовать любую форму теплообменника.

Стоит учитывать такие три нюанса:

1. Предельную разницу высот на входе и выходе.
2. Максимальную площадь поверхности.
3. Теплообменник не должен мешать процессу горения и подаче топлива.

Желательно, чтобы теплообменник был сделан из жаропрочной нержавеющей стали. Хотя такой материал обойдется вам значительно дороже в сравнении со сталью, которая со временем поддается ржавлению, одно он прослужит намного дольше.

Более сложный и эффективный способ

В тех случаях, когда печь только возводится, можно добиться того, чтобы водяной котел в кирпичной печи работал максимально эффективно.

Чтобы этого добиться, потребуется выполнить такие условия:

• Продукты горения должны выходить из дымоотводящей трубы с предельно возможной температурой. Коэффициент полезного действия такой печи будет тем выше, чем больший объем тепла будет отдан внутри печи.
• Идеально, если теплообменник будет установлен за пределами топливника. Такой подход объясняется тем, что пламя, являясь летучим веществом, легко отдает свое тепло и охлаждается, в результате чего мы имеем частичное сжигание топлива, КПД печи ухудшается. Хотя, казалось бы, в топке присутствует самая высокая температура.
• Схема должна быть таковой, чтобы вода в теплообменнике перемещалась навстречу тепловому потоку. Иными словами, охлажденный теплоноситель должен встречаться с самыми холодными печными газами, а разогретый – с газами, имеющими более высокую температуру.

Таким образом, получится удерживать большую постоянную температуру между двумя участками, и можно будет добиться более эффективного отопления. Помимо всего прочего, на теплообменнике будет скапливаться намного меньше конденсата, который провоцирует ржавление обычной стали.

Данный способ обустройства печки с котлом водяного отопления очень прост – он подразумевает установку колпакового дымохода с размещенным внутри теплообменником, способным удерживать большое количество теплоносителя. Лучше всего в качестве теплообменника в данном случае использовать регистр, сваренный воедино из нескольких труб большого сечения.

Устанавливая котел в печку своими руками по такой схеме, получим следующие результаты:

1. Печные газы будут дольше оставаться в колпаке – самые горячие будут скапливаться в его верхней части, а их выход за пределы колпака будет происходить после того, как продукты горения остынут и опустятся вниз.
2. Отсутствуют какие-либо препятствия для горения в топливнике. Сгорание топлива будет происходить максимально эффективно.
3. Естественное движение потоков в находящемся в колпаке теплообменнике осуществляется снизу вверх. Самые холодные отработанные газы контактируют с теплоносителем, только что попавшим в теплообменник.

Если все условия по соединению котла для кирпичной печи с водяным отоплением будут полностью соблюдены, готовая отопительная система, созданная своими руками, получится максимально эффективной. Однако какой вариант теплообменника лучше всего подойдет именно для вас, решать только вам.

Вдвое больше пользы! Кладка печи с котлом водяного отопления: особенности, схема

Котёл для организации центрального отопления можно приобрести в специализированном магазине.

Промышленные котлы изготавливаются из стали или чугуна, имеют различные характеристики КПД и длительности горения, занимают мало места.

Недостаток — высокая стоимость.

Особенности дровяного котла отопления с водяным контуром

Правильный котёл обладает следующими характеристиками:

1. Безопасность. Стенки и дверца котла не должны нагреваться выше 150 °C.
2. Лёгкость эксплуатации. В конструкции котла не допускается «заумных» систем, большого количества задвижек.
3. Долговечность. Печь должна служить без ремонтов длительное время.
4. Управляемость. Интенсивность пламени регулируется не только количеством дров.
5. Эффективность. По максимуму использовать тепло от сгорания топлива.

Для того, чтобы построить котёл есть два пути — постройка нового или встраивание теплообменника в уже имеющуюся печь.

Кирпичная печь-котёл состоит из:

• Топливника — в нём сжигаются дрова, которые греют теплоноситель.
• Теплообменника — где циркулирует теплоноситель, который отдаёт жар из камеры сгорания к батареям.
• Дымовых каналов — они служат для удаления продуктов горения.
• Фурнитуры — дверцы, поддувало, колосниковая решётка, шиберы или вьюшки.

В практике встречаются различные виды организации твердотопливных печей-котлов.

1. Топливник, вокруг которого смонтирован теплообменник. Продукты горения уходят прямо в трубу. Преимущества этой схемы — простота и дешевизна. Сложить такой котёл сможет человек, не обладающий навыками каменщика. Температура теплоносителя быстро набирается и падает в зависимости от интенсивности пламени, поэтому возле котла приходится постоянно дежурить.
2. Теплообменник также смонтирован в топку котла, но продукты горения двигаются дальше по дымовым каналам. Этот прибор работает не только как котёл, но и как обычная отопительная дровяная печь. Это повышает КПД.
3. Топливник и теплообменник в печи разделены. Теплообменник находится на пути движения горячих газов, и эффективно забирает у них температуру. Эта схема воплощена в колпаковых печах. И.В. Кузнецов развил теорию «горячего ядра», размещение теплообменника в этой точке повышает КПД котла.

Какую печку выбрать

Каждый тип печей-котлов уместен при решении определённых задач.

При отоплении подсобных помещений или теплиц городить многотонную махину из кирпича нет необходимости. Большинство потребителей в этом случае выбирает простейший котёл.

Фото 1. Процесс постройки отопительной печи с котлом. В топливник монтируется теплообменник, изготовленный из труб.

Если в доме уже есть исправная кирпичная печь-голландка, в её топливник можно вставить теплообменник, сваренный из труб или листов металла. Для этого придётся достать дверцу, расширить зев топливной камеры, вставить теплообменник и собрать все на место.

При возведении новой печи оптимальной считается схема котла Кузнецова. Высокий КПД отопления достигается за счёт установки теплообменника в горячем колпаке, где температура выше. Дрова в топливнике печи сгорают в оптимальном режиме, и горячие газы нагревают колпак печки с теплообменником. Температура повышается постепенно и держится без дополнительных протопок длительное время.

Кирпичная печь с котлом водяного отопления своими руками. Схема

Перед постройкой изучите порядок выполнения работ и правила пожарной безопасности.

Фото 2. Схема кирпичной печи-котла с варочной поверхностью. Стрелками указаны основные составные части.

Материалы

Для возведения используют глиняный кирпич пластического формования (гиперпрессованный или пустотелый не подходят). Обжиг даёт кирпичу прочность на сжатие М250. Если этот параметр будет ниже, печь выйдет недолговечной. В Витебске (цех № 2), выпускается специализированный кирпич для печей, имеющий отличную геометрию.

Для футеровки топливника в колпаковых печах и котлах на каменном угле применяется шамотный кирпич Ша-5, или шамотные плиты ША-8, отличающиеся по размеру. Перед проектированием просчитайте габариты топливника, чтобы не делать лишних подрезок (шамотный кирпич дорогой).

Фото 3. Шамотный кирпич марки Ша-5. Используется для кладки топливника печи с котлом.

Чтобы эксплуатация печи была простой и удобной, нужна правильная фурнитура, соответствующая по размерам кирпичу. Колосник лучше выбрать чугунный, размером 1/3 площади топки, он долговечен и выдерживает даже температуру угля.

Дверцы для печи лучше выбирать литые, толстостенные. Перед установкой постучите по ней — чистое литье даёт равномерный звон, дребезжание означает наличие трещин (замените её). Популярны дверцы, оснащённые жаропрочным стеклом.

Задвижки и вьюшки нужно выбирать исходя из размеров печных каналов (в кирпич и полкирпича). При установке важно помнить о безопасности — вьюшка должна иметь отверстия или спиленный край для постоянной тяги.

Прочистные дверцы облегчат обслуживание печи. При выборе следует обратить внимание на размеры в проекте и плотность запирания. Отлично себя зарекомендовали стальные дверцы с подпружиненной заслонкой — она обеспечивает герметичность и не нагревается.

Глина используется в качестве связующего для кладочного раствора. На цемент печь класть нельзя — он перегорает и выкрашивается. Глиняные готовые смеси продаются в специализированных магазинах, глину можно накопать самому и сделать раствор. Для этого размачиваем глину в воде до консистенции кефира. Добавляем песок, жирность раствора измеряется на глаз. Идеальный раствор, когда он держится на лопатке, перевёрнутой вверх ногами, и съезжает без остатков, если повернуть вертикально.

Печь с водяным контуром для отопления дома

Во многих частных домах приоритетным остается отопление дровами и печи. У кого-то печь металлическая, у кого-то кирпичная, но объединяет их одно — не самый удобны это вид обогрева. Слишком много внимания и мало комфорта. Выход — печное отопление с водяным контуром.

Печное отопление с водяным контуром — возможность объединить традиции и комфорт

Для начала давайте разберемся в терминологии. Когда говорят «печь», чаще всего имеют в виду отопительный прибор, сложенный из кирпича, который топится дровами. Но часто так называют и металлическую печь на дровах или на угле. Принципы работы у кирпичных и металлических агрегатов одинаковый, меняется способ передачи тепла. У металлических больше конвективная составляющая (большая часть тепла переносится воздухом), у кирпичных преобладает тепловое излучение — от стенок печи и нагретых стен дома. В нашей статье речь в основном о кирпичных печах, но большую часть информации можно применить и к металлическим дровяным (угольным) агрегатам. Печное отопление с водяным контуром может быть сделано на основе печей любого вида.

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

В нашей стране традиционно дома отапливались кирпичными печами, но постепенно этот вид обогрева вытеснили водяные системы. Все это потому, что наряду с достоинствами имеет простое печное отопление массу недостатков. Сначала о достоинствах:

• Печь большую часть тепла передает тепловым излучением, а оно, как выяснили ученые, лучше воспринимается нашим организмом.
• Русская или какая иная отопительная печь имеет колоритный внешний вид, часто есть возможность наблюдать за открытым пламенем.
• Можно сделать кирпичную печь с дымоборотами для более полного использования вырабатываемого тепла.
• Отопление этого типа энергонезависимое — не зависит от наличия электричества.
• Есть модели печей для отопления второго этажа (за счет отопительного щитка с дымовыми каналами).

Сегодня печное отопление воспринимается больше как экзотика, так как встречается очень нечасто. Нельзя поспорить, что находится возле теплой печки очень приятно. Создается какая-то особая атмосфера. Но имеется и множество серьезных недостатков:

• Неравномерность прогрева — возле печи жарко, в углах — холодно.
• Большая площадь, занимаемая печью.
• Отапливаются только те комнаты, в которые выходят стенки печи.
• Невозможность регулировать температуру отопления в отдельных помещениях.
• Низкий КПД. Для обычных печей 60% — это уже очень хороший показатель, в то время как современные отопительные котлы выдавать могут 90% и выше (газовые).
• Необходимость частого обслуживания. Растопить, регулировать заслонки, вычищать угли — все это регулярно и постоянно. Не всем это доставляет удовольствие.

Как видите, недостатки значительные, но некоторую их часть можно нивелировать, если встроить в печь теплообменник, который подключить к системе водяного отопления. Такую систему еще называют печное водяное отопление или печное отопление с водяным контуром.

Водяное печное отопление

При организации водяного отопления от печи, в топку встраивается теплообменник (водяной контур), который трубами подключается радиаторам. В системе циркулирует теплоноситель, который разносит тепло от печи по радиаторам. Такое решение повышает комфортность проживания в зимнее время. Все дело в том, что радиаторы можно установить в любой комнате, то есть печь может стоять в одном помещении, а все остальные комнаты будут греться от батарей, по которым бежит нагретая вода.

Печное отопление с водяным контуром: пример системы с таплоаккумулятором (бойлером)

Остальные недостатки печного отопления при этом сохраняются, но добавляются плюсы водяного обогрева — можно регулировать температуру в каждом помещении (в определенных рамках), большая инерционность сглаживает неравномерность температурного режима. Кстати, такая же схема работает с металлическими печами на дровах или угле.

Типы систем

Есть два типа систем водяного отопления: с принудительной и естественной циркуляцией (ЕЦ). Отопление с естественной циркуляцией энергонезависимое (электричество для работы не требуется), теплоноситель циркулирует за счет естественных физических процессов. Недостаток такого способа обогрева — необходимость использования труб большого диаметра, то есть объем системы будет большим и будет иметь большую инерцию. При растопке печи это не очень хорошо — будет долго греться. Зато после прогорания дольше в доме сохраняется тепло.

Еще один минус — для создания условий для движения теплоносителя, трубу подачи поднимают вверх — под потолок или на уровень радиаторов (в крайнем случае). При отоплении двухэтажного дома, от котла труба идет наверх, разводится по радиаторам, а потом спускается вниз и обходит батареи на нижнем этаже.

Простейшая схема систем с естественной циркуляцией

Еще один немаловажный недостаток — относительно невысокая эффективность обогрева систем с ЕЦ — теплоноситель медленно движется, разносит мало тепла.

Печное отопление с водяным контуром и принудительной циркуляцией отличается наличием циркуляционного насоса (на фото ниже), который работает постоянно. Его задача — гонять воду с определенной скоростью. Изменяя эту скорость можно изменять интенсивность обогрева помещений. Это приводит к тому что, при прочих равных условиях, такой обогрев более эффективен. Но для работы системы необходимо электропитание — насос должен работать постоянно. При его остановке система закипает и выходит из строя. Если отключения электроэнергии происходят у вас редко, достаточно иметь блок бесперебойного питания с комплектом аккумуляторных батарей. Если же отключают свет часто и надолго, придется ставить еще и генератор, а общая стоимость такого решения немалая.

Схема печного отопления с водяным контуром и циркуляционным насосом

Есть еще третий вид системы: смешанный или комбинированный. Все проектируется под естественную циркуляцию, но ставится циркуляционный насос. Пока есть электричество, работает отопление как принудительное (с насосом), когда свет отключили, теплоноситель движется самостоятельно.

Аккумулятор тепла

Так как печь топится не постоянно, а имеет циклический алгоритм работы, то в доме то жарко то холодно. И наличие радиаторов от этого спасает слабо. Хоть перепады не такие критические, все равно они есть. Особенно не хватает тепла ночью, а вставать и топить очень не хочется. Чтобы решить эту проблему, печь ставят мощную, а в систему встраивают аккумулятор тепла. Это большая емкость, заполненная теплоносителем, которая стоит между печью и системой отопления.

Печное отопление с водяным контуром и аккумулятором тепла

То есть, имеется два отдельных независимых контура. Первый переносит тепло от печи и обычно его делают с естественной циркуляцией. Второй гонит теплоноситель в радиаторы, причем обычно присутствует циркуляционный насос.

Такой способ организации водяного печного отопления хорош тем, что пока печь топится, активно греется вода в емкости. При правильном расчете она нагревается до 60-80°C, чего хватает на поддержание нормальной температуры радиаторов примерно на 10-12 часов. При этом нет ни особой жары, ни сильного холода. Атмосфера вполне комфортная.

Установка в системе теплоаккумулятора (иногда называют еще буфером или буферной емкостью) еще и снижает риск закипания системы. Второй контур точно никогда кипеть не будет, а вот чтобы первый не закипел, необходимо правильно рассчитать его — чтобы даже в режиме естественной циркуляции теплоноситель двигался с достаточной скоростью и не успевал перегреваться.

Регистр для печи

Для нагрева теплоносителя в печь встраивается водяной контур (еще называют регистр, теплообменник, змеевик, водяная рубашка). Форма его может быть любой, но чаще всего делают прямоугольные плоские емкости или набор труб, соединенных в единую систему (типа радиаторов).

Один из примеров водяного контура для печи

Чтобы подключить теплообменник к системе, в него вваривают два патрубка: один сверху- для забора горячей воды, второй снизу — для закачки остывшей воды из обратного трубопровода.

Часто возникают вопросы с определением размеров водяного контура для печи. Его можно приблизительно рассчитать, исходя из теплопотерь здания. Считают что для переноса 10 кВт тепла необходима площадь теплообменника 1 кв. м. Но при этом надо учесть время работы печи — ведь топится она не постоянно. Пока не очень холодно — раз в день примерно 1,5 часа, когда холодно — два раза. За это время нужно чтобы печь успела нагреть всю воду в аккумуляторе тепла. Потому расчет площади теплообменника ведется по суточному количеству тепла, необходимого для возмещения теплопотерь.

Например, пусть потери тепла для дома составляют 12 кВт/час. В сутки это будет 288 кВт. Топится печь, пускай 3 часа, все необходимое тепло должно накопиться за это время. Тогда необходимая мощность водяного контура для печи — 288 / 3 = 96 кВт. Чтобы перевести ее в площадь, делим на 10, получаем что для данных условий площадь регистра должна быть 9,6 м2. Какую форму вы при этом выберете — ваше дело. Важно чтобы внешняя поверхность регистра была не меньше.

Строительство печи вокруг теплообменника

Ну и еще пара моментов. Первый — мощность печи должна быть больше, чем найденная мощность теплообменника. Иначе требуемое количество тепла просто не выделится. Второй нюанс: емкость аккумулятора тепла тоже должна соответствовать — она должна быть больше примерно на 10-15%. В этом случае исключается закипание теплоносителя.

Только не забудьте, что теплоемкость воды и антифриза сильно отличается. Аккумулятор с антифризом в качестве теплоносителя должен быть значительно больше, чем емкость для воды (в той же системе).

Что еще стоит помнить, что теплоаккумулятор желательно хорошо утеплить — чтобы дольше сохранялось тепло. В этом случае печное отопление с водяным контуром будет еще более экономичным.

Можно ли установить регистр для отопления в существующую печь

Правильнее, конечно, строить печь вокруг изготовленного регистра. Но, если печь уже стоит, в нее все-таки можно встроить водяной контур. Правда, придется хорошо постараться — они имеют немалые размеры а еще должны каким-то образом держаться. Так что задача не из простых. Кроме того не стоит забывать, что придется еще делать два вывода — для подключения подающего и обратного трубопровода.

Оптимальный вариант — сделать водяную рубашку под форме печи (этот — для металлической с конфорками)

Место для расположения регистра найти тоже не очень просто. Очень нежелателен его прямой контакт с огнем, но должен находится в среде горячих газов. В этом случае можно надеяться на то, что прослужит теплообменник долго.

Источник https://teplospec.com/pechi-kaminy/kak-sdelat-pech-s-kotlom-vodyanogo-otopleniya-svoimi-rukami.html

Источник https://ogon.guru/otoplenie/zagorodnogo-doma/pech-s-kotlom.html

Источник https://stroychik.ru/otoplenie/pechnoe-otoplenie-s-vodyanym-konturom