Дрова и уголь в множестве регионов остаются наиболее доступными видами топлива для отопления частных домов. Печное отопление же привлекает не только своей дешевизной и простотой получения, но и сравнительно низкой стоимостью монтажа.
Несмотря на многочисленные преимущества, печи с водяным контуром для обогрева жилища имеют ряд недостатков. Такой способ отопления не всегда является самым подходящим.
Особенности обогрева на базе печки
Печное отопление — традиция для русских деревень, проверенная временем своей надёжностью и практичностью. Даже сейчас в многих сельских домах сохранились печи с плитой для приготовления пищи и подом для выпечки хлеба.
Часть оснащена водяным контуром отопительной системы, часть нет. Хозяева загородных домов не спешат выбрасывать и менять на современные котлы. Ещё более надёжного и простого способа обогрева не придумали.
В таких сельских печах используют для горения:.
- уголь;
- торф;
- дрова;
- брикеты (евродрова).
С точки зрения конструкции печи и разводки системы водяного отопления в доме между этими типами топлива нет существенных отличий.
К преимуществам печи как источника тепла относятся:
- Работает независимо от подачи электричества.
- Отопление стоит сравнительно недорого.
- Низкая стоимость твердотопливных энергоносителей и разнообразие их типов.
- предельная простота эксплуатации;
- Прогрев на протяжении долгого времени (для построек из кирпича).
- Этот агрегат годится как для обогрева, так и для приготовления пищи.
Без возможности подключения к газопроводу дровяная печь станет оптимальным решением для отопления частного дома.
Исключение составляют случаи, когда уголь или дрова недоступны. В России это скорее исключение, чем норма.
К недостаткам печного отопления также относится:
- Длительный нагрев системы перед началом выделения тепла.
- В доме меньше места для использования из-за большой печи.
- большой вес печной конструкции из кирпича;
- Низкая эффективность работы обусловлена большим количеством выделяемого тепла, которое уходит в дымовую трубу.
- высокая пожароопасность при неправильной эксплуатации.
Кирпичная печь с функциями обогрева и варки пищи, предназначенная для загородных домов, по весу варьируется от 1,5 до 10 тонн в зависимости от конструкции и числа рядов. К этому весу прибавляется масса трубы.
Для установки такой системы необходим прочный и недешевый фундамент, что тоже можно считать недостатком.
Устройство печного водяного отопления
Для системы отопления желательно рассчитывать и строить печь одновременно с домом. Если жилой дом уже построен, то установка кирпичной печи может быть сложной или вообще невозможной из-за необходимости укреплять фундамент и менять конструкцию кровли.
Восточное обогрев с использованием печи включает:
- В качестве нагревательного прибора – печи, изготовленные из металла или кирпича.
- Теплообменник может располагаться внутри или вокруг печи, а также в виде змеевика у дымохода.
- Системы отопления, состоящие из трубопроводов, расположенных по всему дому, с циркуляционным насосом и расширительным баком на чердаке.
В некоторых случаях эту систему отопления дополняют циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Такой вариант встречается редко, поскольку нуждается в постоянном электроснабжении и повышает стоимость всей системы.
Главное преимущество водяного печного отопления – доступная цена установки.
Схема циркуляции воды в контуре
В домах систему водяного отопления создают с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя. При использовании дровяной печи лучше выбрать естественный вариант.
Установка водяного печного отопления уместна исключительно в одноэтажных постройках, занимающих не более 150 квадратных метров. 2В таком случае возможно реализовать работу с помощью силы тяготения, не прибегая к дополнительным насосам.
Для отопления коттеджа двухэтажного или большего размера более целесообразно использовать мощный котел. Печь для таких строений потребуется строить очень большой, что влечет за собой значительные затраты. Кроме того, объем топлива при этом будет большим, и его придется регулярно добавлять. Такой подход не рекомендуется из-за повышенного риска возгораний.
Классическая печная система с естественным движением воды включает:
- теплообменника в составе печки;
- контура из металлического трубопровода;
- Теплообменников (часто заменяют массивными трубами в помещениях) ;
- расширительного бачка.
При самостоятельном обустройстве водяного отопления загородного дома целесообразно руководствоваться данной схемой. Установка и расчёт подобной системы более просты по сравнению с системой с принудительной циркуляцией.
Автоматизированный бойлер постоянно подогревает воду по запросу. Дровяная печь же топится раз или два в сутки. В эти моменты теплоноситель в топке печи нагревается, чтобы отдать тепло помещениям. Подача его насосом по трубам контура после этого бессмысленна – вода не будет нагреваться в холодной топке.
Выбирая печь на дровах или угле, владельцы частных домов стремятся к автономному обогреву. Но установка насосного оборудования, нуждающегося в электричестве, подрывает само понятие автономности.
Печь — кирпичная или металлическая
Кирпичная печь нагревается дольше, но сохраняет тепло продолжительное время. Стальная печь напротив, нагревается быстро и так же быстро остывает после прекращения горения топлива.
Чем больше воды требуется хранить в системе, тем дороже её материалы.
Стальная печь с водяным отоплением мощностью от 5 до 15 кВт без топлива и воды весит 100–300 кг. Такую буржуйку можно безопасно установить на усиленные лаги. Печные фундаменты заливают, если печка весит более 700–800 кг. Кирпичная печь обязательно нуждается в бетонных работах.
Кирпичная печь тяжелее, дороже и сложнее устанавливать по сравнению с металлической. Но у нее выше КПД и меньше вероятность заморозки контура из-за внутри образующегося льда. При капитальном строительстве для постоянного проживания предпочтительнее остановить выбор на кирпичном варианте.
Трубы — нержавейка или металлопластик
При отоплении водогрейным котлом обвязку можно выполнить стальными, металлопластиковыми или полипропиленовыми трубами. Если же нагрев воды осуществляет дровяная печь, контур с теплоносителем от неё следует строить только из нержавеющей стали.
Металлопластик предназначен для работы с теплоносителем температурой 90–95°С. В кратковременном режиме может выдерживать нагрев до 110–120 °С. Автоматика котлов и бойлеров не допускает нагрева воды до таких значений. Для теплых полов температура теплоносителя составляет 30–45 °С, для батарей – 60–65 °С.
Температуры под сотню градусов при использовании дровяной печи – вполне обычное явление. Не стоит рисковать и использовать для обвязки печи металлопластиковые трубы. Лучше предпочесть нержавеющую сталь.
Трубы контура, подключенные к отходящим от топки змеевика патрубкам, будут нагреваться до очень высоких температур. Расстояние до открытого огня менее полуметра. Подключение к ним любых пластиковых труб опасно из-за риска их расплавления.
Теплоотдача — радиаторы или регистр
Тёплый воздух от печи поступает в систему отопления частями на протяжении нескольких часов, пока в топке горит топливо. При недостатке воды в системе дом быстро остывает. По этой причине в деревнях этот вид отопления обычно создаётся из толстых стальных труб, а не радиаторов, привычных жителям городов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит отлично.
Труба из нержавеющей стали диаметром 80-120 мм, проложенная по дому, представляет собой отопительный регистр с подачей от печи и обраткой к ней. В комнате, находящейся дальше от топки, эти линии соединяются, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль наружных стен.
Регистр выглядит менее привлекательно, чем радиатор. Первый вариант стоит значительно меньше и изготовить его самостоятельно проще, чем второй. Для этого требуется только умение работать с сварочным оборудованием.
Площадь теплоотдачи для такого контура определяется умножением числа пи на диаметр и длину трубы. В расчётах необходимо учитывать тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.
Зачастую расчеты не проводят, а трубу диаметром 80–100 мм прокладывают по периметру жилого здания с замкнутым контуром в самой дальней комнате. Регулировка теплоотдачи производится визуально и путем накопления опыта путем добавления того или иного объема топлива в топку.
Благодаря своей простоте конструкции контуры из регистров вместе с водяными печами пользуются широкой популярностью.
Подбираем теплообменник для топки
Теплообменник для печи можно изготовить из меди, стали или чугуна. Медный вариант стоит дорого и самостоятельно сварить его сложно.
По техническим характеристикам чугун превосходит сталь. Однако изготовление теплообменника для дровяной печки своими руками из него представляется сложной задачей. Можно использовать старую батарею, но необходимо помнить, что уплотнитель между её секциями сгорит в топке. Это может привести к потере герметичности и выходу воды в топку.
При изготовлении теплообменника из чугунной батареи лучше выбрать модели МС-110-300 или МС-90-300. Эти модели компактны и разместятся в топке. На каждые ребро площадь нагрева составляет около 0,14–0,16 м². 2.
По данным цифр можно подсчитать количество необходимых секций для определенного контура. На каждые 10 квадратных метров площади дома требуется 1 киловатт, что примерно соответствует 0,1 метру. 2 площади нагрева теплообменника из чугуна.
Использование чугунной батареи как теплообменника затруднено чисткой ее внутренней поверхности от сажи. Регулярная очистка топки может быть проблематичной из-за рельефных ребер, которые мешают этому процессу.
Лучший вид теплообменника – стальной.
- змеевика из нескольких трубок;
- рубашки из листовой стали.
Изготавливают изделия из стали малой углеродсодержащей марки Ст10…Ст20 толщиной четыре-пять миллиметров. Трубки имеют диаметр тридцать-пятьдесят миллиметров.
Трубопроводная конструкция отличается большей эффективностью теплообмена, однако её производство сложнее.
Для вычисления теплообменника применяется следующая формула:
Qy=K*(Tcp-Tk)
где:
- K Коэффициент теплопередачи материала для низкоуглеродистых сталей составляет 15–20, для серого чугуна – 50.
- Tcp Средняя температура нагревающей среды в топке определяется как полусумма максимальной и минимальной температур (Tmax + Tmin) / 2.
- Tk – средняя температура теплоносителя (Tподачи+Tобратки)/2.
При сгорании дров в печи температура Tcp составит (700+300)/2=500 °С, а Tk=(80+60)/2=70 °С. В результате Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. Это значит, что на каждый квадратный метр поверхности теплообменника, обращённой к огню, будет приходиться примерно 7,5 кВт/час тепла.
Для угля расчеты таковы: Тср=(1000+600)/2=800 °С и Тк=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.
Затем разделяем требуемую для обогрева определенного дома мощность на полученное число, учитывая планы использования различных видов топлива.
Например, для коттеджа в 150 м2 Для отопления потребуется примерно 15 кВт. При использовании древесины в качестве топлива необходим теплообменник площадью теплопередачи 2 м² (15 / 7,5 = 2). 2. Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.
При выборе трубчатого змеевика длину рассчитывают по формуле:
S=2*3,14*D*L
где:
S – расчетная площадь;
D – диаметр трубок;
L – нужная длина.
Рассчитать параметры рубашки из стали можно легче всего: её составляют два прямоугольника, расположенных по сторонам топки.
Выбор самого оптимального варианта
В готовом доме установить крупную кирпичную печь затруднительно. Нагрев водой в данном случае целесообразнее осуществить с помощью стальной печи-буржуйки, установленной на утолщённый деревянный пол без бетонирования основы.
Если возможно выстроить прочный фундамент, лучше выбрать кирпичную печку.
Установка циркуляционного насоса и/или гидроаккумулятора в отопительный контур – бессмысленное растрачивание денег и бесполезно для системы.
Эта добавка лишь усложнит монтаж. В случае отключения электричества эти устройства создадут проблемы, тогда как вариант обогрева без них при проблемах с электросети продолжит спокойно отапливать дом.
Выводы и полезное видео по теме
Выбор конструкции теплообменника для печи на дровах.
Описание каменно-кирпичного устройства отопительной системы с водяным циклом в загородном доме.
Кирпичная печь для обогрева и приготовления пищи: описание порядка кладки.
Водяное отопление на основе дровяной печи назвать идеальным и высокоэффективным сложно. Этот способ обогрева частных домов самый надежный, а также дешевый и простой в реализации. Дополнять такой контур циркуляционным насосом и автоматикой не требуется.