Кирпичные печи с водяным отоплением своими руками

Печное отопление – это классика для холодной России, но почему-то часто оно рассматривается лишь как альтернатива отоплению центральному, электрическому или газовому. Между тем, печь с водяным контуром для отопления дома может обеспечить его обитателей не только желанными ваттами тепловой энергии, но и горячей водой для бытовых и санитарно-гигиенических нужд.

Камин с водяным контуром отопления — каковы особенности?

Когда жара лета сменяется прохладным временем года, приятное тепло, поступающее из камина, становится чрезвычайно привлекательным. В последнее время набирают популярность камины с водяной рубашкой, которые решают потребности водяного отопления и горячей воды.

Камин с водяной рубашкой, отличается от традиционной модели не только внешним видом, но и конструкцией. Камины, которые чаще всего встречаются в домах, несмотря на эстетическую функцию, не могут иметь слишком много полезных преимуществ. Кроме того, значительная часть тепла, которое они производят, не используется и уходит из комнаты по трубе с продуктами горения на улицу. Отопление дома камином с водяной рубашкой выглядит совсем иначе. Этот тип устройства, как следует из названия, предназначен для нагрева воды системы водяного отопления.

Водяной контур, сделанный из двойных стенок, окружает камеру сгорания, в дополнение к этому для увеличения теплопередачи используется дымоход особой конструкции. Пространство между стенками и дымоходом заполняет вода, которая нагревается.

Дровяные печи для отопления дома: преимущества и недостатки

Традиционный камин или обычная печь нагревают воздух в помещении с помощью конвекционного и радиационного теплообмена. Толстые печные стенки отдают тепловую энергию окружающей среде, нагревая и предметы обстановки и воздух в помещении. Постепенно место холодного воздуха занимает теплый.

Печное отопление имеет массу неоспоримых достоинств:

Дровяные печи для отопления дома: преимущества и недостатки
  • из всех видов теплообмена, радиационный является особенно комфортным. Это единственный способ теплообмена, в котором не участвует непосредственно теплоноситель;
  • не нуждается в наличии газовых и электрических коммуникаций. Требуемое для отопления топливо вполне доступно, достаточно дешево, экологически безвредно;
  • в теплое время года габаритная каменная печь осуществляет своеобразное кондиционирование помещения. Имея свой собственный фундамент, с его помощью она может выводить в грунт лишнее тепло;
  • большая часть печей способна выполнять разные функции – отопление помещения, готовка еды, нагрев воды;
  • камин или печь создают в жилище особо теплую и уютную атмосферу, часто определяя общий стиль дома;

Но, наряду с достоинствами, отопление печью имеет и некоторые недостатки:

  • инерционность – любая кирпичная печка нуждается в определенном количестве времени для выхода в рабочий режим и хорошего разогрева. Но чугунные изделия, печи-камины, булерьяны и буржуйки от данного недостатка избавлены;
  • размеры – греющая мощность печи прямо связана с ее величиной;
  • низкий КПД, объясняемый большими потерями тепла. Много тепловой энергии улетучивается с дымом в трубу;
  • неравномерное распределение температуры в жилище. Холодный воздух в комнате постепенно заменяется теплым, но не достаточно равномерно. Возле печи обычно бывает слишком жарко, а на расстоянии от нее может быть довольно прохладно;
  • печью можно обогреть только прилегающее к ней помещение, поэтому в удаленных от нее комнатах необходимо дополнительное отапливающее устройство;
  • устройство требует фактически постоянного обслуживания: необходимо периодически подбрасывать в нее топливо, поддерживать активное горение, чистить дымоходы и зольники от мусора и сажи, контролировать и регулировать тягу;
  • сложность обслуживания – процессом горения необходимо управлять, это достаточно ответственная задача;
  • наличие отличной тяги – она просто необходима для процесса горения и своевременного удаления газовых отходов;
  • обеспечение топливом – запас топлива должен постоянно возобновляться. Зола и шлак должны удаляться;
  • пожароопасность – чтобы обезопасить отопительное устройство, необходимо тщательно изолировать дымоходы. Особенно это касается строений из дерева. Еще один фактор повышенной опасности – невозможность моментального прекращения горения.
Дровяные печи для отопления дома: преимущества и недостатки

Особенности устройства и работы совмещенной обогревательной системы

Русская печь всегда была центром притяжения в деревенском доме. В ней готовили пищу, вокруг холодными зимними вечерами собиралась вся семья, каждый хотел получить свою долю желаемого тепла. Никто не стремился уединиться в дальнем углу или возле окна – оттуда тянуло сыростью и холодом. Современные печи в значительной степени унаследовали этот недостаток: рядом с ними даже жарко, но чем дальше, тем холоднее. Качественная теплоизоляция немного нивелирует этот минус, но не полностью.

Читайте также:  Как правильно подобрать трехходовой клапан для твердотопливного котла

Комбинированный отопительный прибор, которым является печь с водяным контуром, совмещает в себе преимущества твердотопливного котла и традиционного обогрева дровами. Ее отличие от покупного оборудования в том, что нагревается вода и стенки печи, которые вместе обогревают помещения. В отличие от металлического котла, который быстро охлаждается после прекращения топки, кирпич аккумулирует энергию и отдает ее продолжительное время.

Функцию нагрева теплоносителя, который циркулирует по трубам и радиаторам, выполняет изделие из металла, размещенное в топливнике. Существует много вариантов его исполнения, но суть всегда одна – это емкость, наполненная водой, которая имеет вход и выход, подключенные к отопительной системе. Конструкцию со всех сторон закрывает кирпичная стенка. Огонь, разведенный в такой печи, нагревает не только кожух, но и воду. Тепловая энергия отдается от нее через трубы и радиаторы в помещения, довольно удаленные от исполняющего роль котельной.

Сама печка своими стенками обогревает комнату, где размещена, и в меньшей степени смежные. Основное преимущество, которым она обладает, имея встроенный котел, что отапливает горячей водой все здание. В этом отношении она выполняет ту же функцию, что и твердотопливный котел. Отличается от большинства покупных металлических изделий тем, что используется при желании хозяев для приготовления пищи. Один из возможных вариантов такой печи – монтаж водогрейного устройства внутри варочной плиты.

Могут появиться сомнения относительно расхода дров или угля и эффективности конструкции. Обычное печное отопление за час производит около 6 тысяч килокалорий, прогревая небольшое строение из одной-двух комнат. В совмещенной модели основная нагрузка приходится на водяной котел, который производит бо́льшую часть тепловой энергии, отдает ее на площадь, значительно превосходящую ту, где находится источник. При этом количество сжигаемого топлива сопоставимо с обычной печью, а покупной котел расходует гораздо больше.

Устройство эффективное, при одновременном функционировании обоих модулей способно производить около 20 тыс. ккал в час. Этого достаточно, чтобы обогреть здание площадью 300 м2. В непрерывной топке нет необходимости, чем страдает газовая система, где автоматика отключает котел только на непродолжительное время. Достаточно поджечь дрова 2 раза в сутки и поддерживать огонь несколько часов, чтобы даже при сильном морозе в доме было комфортно.

Существуют небольшие минусы подобной системы. Встроенный теплообменник уменьшает объем топливника, печь прогревается не в такой степени, как без него. Находят компромисс между размерами в зависимости от того, на какой модуль планируется возложить большую нагрузку. Второй вариант – печь длительного горения, когда температура практически в течение суток будет одинаковой, только во время перезагрузки немного упадет. Правда, к ней предъявляются особые требования.

Дача, где хозяева бывают изредка, не подходит для водяной системы – зимой теплоноситель замерзнет. Летом варочную плиту со встроенным котлом невозможно топить – в комнатах будет очень жарко. Сливать воду нельзя по двум причинам: металл сильно разогревается без охлаждения, при постоянном использовании перегорает. Второе нежелательное последствие – трубы изнутри ржавеют, постепенно выходят из строя. В таких случаях применяют альтернативные способы приготовления пищи.

Строительство отопительного устройства с водяной рубашкой

Особенности кирпичной кладки

Водяной контур можно интегрировать как в отопительную печь, так и в отопительно-варочную. В обоих случаях технология кладки кардинально отличаться не будет. Формируется топка и зольник, дымовые каналы и труба аналогичного сечения, применяются стандартные дверцы, шиберы и варочные плиты. Основное отличие заключается в увеличенных размерах топочной камеры, где должен поместиться теплообменник и должно остаться место для полноценной загрузки дров. Если змеевик располагается в другом месте теплогенератора, тогда топочная камера тоже остаётся без изменений.

Иногда регистры врезают прямо в кладку ядра

Важно! Между водяной рубашкой и кирпичной кладкой должен оставаться зазор порядка 10-12 мм, чтобы при температурном расширении металл не распирал печку, и горячие газы «облизывали» теплообменник со всех сторон.

Для возведения основного массива и трубы используется полнотелый печной кирпич и глиняный раствор. Чтобы защитить стенки топки, создаётся ядро из шамота и огнеупорного раствора, которое не перевязывается с рядовой кладкой.

Применение теплообменника

Важным узлом печи для водяного отопления дома является теплообменник, его часто называют: «регистр», «водяная рубашка», «котёл», «змеевик». Это изделие из металла (в основном из стали, хотя есть и заводские чугунные модели), которое устанавливается внутри топки, либо в полостях по пути отвода дымовых газов. В отопительно-варочных печах теплообменник может служить основанием для установки чугунной кухонной плиты.

Читайте также:  Как обложить печь кафельной плиткой в доме своими руками

Варианты теплообменника из труб и листа

Данный элемент приходится изготавливать под заказ. Для изготовления, как правило, используются стальные трубы с толстыми стенками (от 3 мм), диаметром 40-50 мм. Также для съёма тепла можно сварить водяную рубашку из листовой стали. Обычно это короб П-образного сечения, который ставится внутри топки и является её стенками.

Важно! Считается, что установка теплообменника в дымообороте предпочтительнее, чем в топке. В этом случае ничто не мешает процессу горения, а металл змеевика будет служить дольше из-за более щадящего режима эксплуатации.

Змеевик находится вне топки, прямого контакта с огнём не будет

Что представляет собой устройство и какие виды?

Разновидности Характеристика Как вмонтировать КПД
Самодельный встроенный котел Основа в кирпичной печи — стальная сварная емкость толщиной от 4 до 5 мм Котел в тело устройства, установив входной и выходной патрубок в зоне топки, где высокая температура при сгорании топлива Устройство достигает средних показателей — 80%
Водяная рубашка Конструкция аналогична другим котлам Водяная рубашка по всем сторонам топочной поверхности Максимальная эффективность нагрева и КПД — 85%
Регистр Структура — металлические трубочки, соединенных между собой в единую систему В топочной области или в дымовых каналах 90%, при условии расположения в топке
Уровень надежности высокий

Важные моменты строительства печи

Для того, чтобы водяной контур функционировал с максимальной отдачей, правильно сконструирована должна быть не только отопительная водная система, но и сама печь. Только лишь соблюдение порядовки недостаточно. Важно полное соответствие технологии печного строительства.

Фундамент

Его вид и толщина зависят от размеров печки. Массивную классическую русскую печь рекомендуют устанавливать на добротный ленточный фундамент. Менее габаритным современным отопительным конструкциям достаточно бетонной подушки в полтора десятка сантиметров толщиной, иногда — на каркасе из арматуры.

Кирпич

Для наружных стен берут керамический огнеупорный кирпич. Для основания — его же, возможно бывшим в употреблении. Специалисты рекомендуют обязательно выполнять футеровку внутренней поверхности топки шамотным камнем. Для более презентабельного вида фасада, его можно сразу класть из облицовочного кирпича или выполнить такую отделку позднее.

Раствор

Раствор для кладки готовят традиционно: смешивают песок с глиной, разбавляют водой и добавляют немного цемента для прочности. Можно приобрести готовый состав для кладки на основе цемента со специальными добавками.

Кладка

Основное условие прочного строения — наличие качественной перевязки швов. Они не должны совпадать ни при каких условиях. Идеально, когда швы нижнего кирпичного ряда попадают под середины кирпичей, лежащих в следующем ряду. Для этого, начиная ряды, чередуют целые кирпичи и их половинки.

Печи с водным отопительным корпусом имеют довольно простую и понятную конструкцию. Они популярны, благодаря своей дешевизне и неприхотливости в эксплуатации. И если вам не по нраву использование природного газа для обогрева домостроения или нет доступа к газовой сети, такой вариант отопления следует рассмотреть первым. Сложенная хорошим мастером, такая печь никогда не разочаровывает своих владельцев.

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома своими руками

Добавление к печному обогреву контура для нагревания воды может не только существенно повысить КПД печи, но также помочь более равномерному распределению тепла в частном доме, а топливо в таком случае будет расходоваться оптимально.

Более того, печь с водяным контуром позволяет скомбинировать преимущества двух видов отопления дачи: печного и основанного на горячей воде. Существенная экономия затрат на топливо дополнительно приукрашивается возможностью создать печное отопление с водяным контуром своими руками.

Характеристики системы

При традиционном типе обогрева помещения (например, с помощью каменной печи) дисперсия тепла происходит неоднородно – около печи воздух нагревается сильно, а дальше идет градация температуры вплоть до холода в дальних углах помещения.  

Кирпичные же печи с водяным отоплением используют теплообменник, устроенный в топливном отсеке, чтобы рационально разделять тепловую энергию между всеми зонами жилища, что способствует увеличению КПД.

Плюсом к этому идет возможность обогрева сразу нескольких помещений, вплоть до целого дома. К тому же, печь с теплообменником не только играет роль обогрева дома, но и применяется как варочная аппаратура, поскольку приспособление для обмена тепла может монтироваться внутри плиты на кухне дачи.

Применение водяного контура превращает печку в котел, работающий на твердом топливе. Отличается от обычных котлов такая конструкция лишь тем, что кроме воды нагревается еще и сама печь, также участвующая в системе обогрева помещения.

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома своими руками

Печь с водяным отоплением обеспечит передачу энергии от теплообменника к батареям отопления во время топки, а когда огонь в печи уже не горит, отопительные кирпичи будут отдавать свое тепло воздуху в доме.

Читайте также:  Проекты домов в стиле минимализм

Отопительные печи подобного рода все чаще используются в деревнях и селах, где нет центрального газоснабжения, и отопление печью является единственным выходом.

Печное отопление с водяным контуром не требует дорогих отопительных котлов и закупки недешевого горючего.

Хороши такие печи и при установке в дачных домах.

Основной минус такой печи – это уменьшение объема топки за счет монтажа обменника тепла. Для компенсации этого факта применяется уменьшение размеров теплообменника и, соответственно, увеличение объема печного пространства, а также установка печи длительного горения.

Другой недостаток – ослабленный нагрев корпуса печи из-за траты энергии горения на кипячение воды. Таким образом, наиболее сильно прогревается верх – там, где материал корпуса вбирает в себя тепло от горячего дыма.

И третий минус – замерзание теплоносителя в трубах при расположении системы в редко используемых домах, таких как дачи.

Особенности

Сегодня отопительные котлы обладают достаточной мощностью для обогрева помещений различного назначения. Они экономичны. Время их беспрерывной работы составляет практически весь отопительный сезон.

Эти приборы могут работать на дровах, угле, пеллетах (древесных отходах, спрессованных и переработанных в гранулы), брикетах, торфе, дровяном газе.

Типы котлов

В зависимости от вида твердого топлива они подразделяются на следующие типы:

  • дровяные (отапливаются не только дровами, но и пеллетами);
  • универсальные (для работы используют разные виды топлива и их сочетания);
  • газогенераторные котлы (у них повышенный КПД, работают на дровах и древесном газе).

Модели последнего вида более удобны в применении, так как внутри них не скапливается сажа, а золы остается минимум.

Различают модели котлов длительного горения, зависимые от носителя электроэнергии и независимые.

Такое оборудование для отопления работает по принципу верхнего горения (очаг горит сверху вниз). Камеру сгорания, расположенную в верху конструкции, заполняют топливом. Вентилятор нагнетает воздух по воздуховоду, и тепло, выделяющееся при сгорании, отправляется в теплообменник. Объем камеры сгорания – около 500 дм3, поэтому такое отопительное устройство может без перерыва работать несколько дней.

Достоинства

Конструкции длительного горения – отопительные приборы, пользующиеся большой популярностью среди населения. Объясняется это множеством их достоинств: это не только использование топлива различных видов, но и долгое время их горения, а также простота и экологическая безопасность их применения.

Котел такого типа в его современной вариации – это конструкция, оснащенная автоматикой, вентилятором для увеличения давления в системе. При малом количестве потребляемого топлива такие приборы могут поддерживать температуру в помещениях большого размера.

Большой минус конструкции – высокая стоимость, более 1000 у. е.

Конструкция

Существует много видов отопительных кирпичных печей. Они могут выполнять только функцию обогрева помещения или совмещать отопление и приготовление пищи. Также существуют комбинированные печи с несколькими топками.

Принцип действия кирпичной печи при любой ее конструкции заключается в быстром накоплении тепла при топке и длительной отдаче его стенками печи в течение нескольких часов или даже суток. Материал печи — керамический кирпич, хороший аккумулятор тепла.

Для увеличения объема нагретого кирпича дымовые каналы в печи делают протяженными, располагая их вдоль стенок. Горячий дым, проходя по ним, нагревает кирпич и к моменту выхода из трубы имеет безопасную температуру. Помимо повышения эффективности, эта особенность конструкции кирпичных печей уменьшает опасность перегрева и возгорания кровли.

Материалы и функциональность

Основными материалами для каминов остаются чугун и жаростойкая сталь

Важно помнить, что чугун обладает преимуществом – долговечностью, но обладает очень большой массой, поэтому конструкции из этого материала можно устанавливать только после специальных работ по укреплению пола в помещении

Также чугунные каминные топки благодаря меньшей механической прочности должны быть массивными. Россия производит конструкции, различных габаритов.

Стальные варианты менее долговечны, но их можно устанавливать в любом помещении без дополнительного укрепления пола. Объемы конструкции меньше, чем у чугунных топок – это позволяет экспериментировать с дизайном камина.

Функциональные возможности топок с водяным контуром не ограничиваются подачей тепла. Многие модели обладают:

  • системой самоочистки;
  • системой управления процессами горения;
  • отключением подачи топлива в случае поломок.

Многие из имеющихся в продаже моделей топок обладают дополнительной изоляцией топочного отдела. Она представляет собой двойное стекло или облицовку жаропрочным (шамотным) кирпичом. Изоляция позволяет увеличить срок эксплуатации стальных конструкций, поскольку уменьшает их контакт с открытым пламенем, следовательно, выгорание происходит медленнее.

Работа каминной топки с водяным контуром “Жарко”