Несмотря на глобальный прогресс в сфере газификации, в отдельных населенных пунктах отсутствует магистральная подача топлива. В качестве альтернативы можно соорудить печь из кирпича с котлом водяного отопления своими руками. Это позволит снизить расходы на обогрев здания и решить проблему с отсутствием ГВС.
Печь из кирпича с котлом водяного отопления позволит снизить расходы на обогрев.
Особенности кирпичной печи с котлом водяного отопления
С глубокой древности люди обогревали дома дровами. Это дешевый и эффективный способ организации системы отопления, который пользуется спросом и сегодня. В городах и коттеджных поселках, где отсутствует центральная газификация, печные системы становятся достаточно востребованными. Однако они не способны прогреть большое помещение с несколькими этажами, мансардой и подвалом.
Для увеличения КПД от горения дров можно подключить к печи водяной контур. Он обеспечит равномерное распределение тепла по всем частям здания и предоставит доступ к горячей жидкости для бытовых нужд.
Характеристики системы
При выборе печной системы для дома необходимо уточнить следующие ее параметры:
- Мощность. Производительность установки влияет на ее габариты и вес. Если печь небольшая, то для нее не нужно обустраивать прочный фундамент. Для более массивных агрегатов требуется надежное основание.
- Обогреваемая площадь. Она определяет эффективность отопления. Для 50 куб. м помещения нужен котел мощностью 2 кВт.
Устройства с водяным контуром используются в коттеджах площадью более 180 кв. м.
Принцип работы
Помимо отсека для загрузки топлива в печи установлен теплообменник. Он вмонтирован в дымоход или топку. Вода, проходящая через регистр, подвергается нагреву, затем отправляется в трубы и радиаторы, обеспечивая эффективную теплоотдачу. Циркуляция жидкости в контуре создается разницей температур либо насосом.
Устройство печи из кирпича с котлом водяного отопления.
В процессе нагрева вода увеличивается в объеме, поэтому для исключения взрыва оборудования используется расширительный резервуар. В моделях с закрытым контуром его устанавливают в любых удобных местах. Если речь идет об открытых системах, емкость находится на максимальной высоте.
Давление стравливается с помощью автоматического воздухоотводчика.
Преимущества
У печей с водяным теплоносителем есть несколько положительных качеств:
- Энергоэффективность и экономичность. Для возведения конструкции не нужны большие финансовые затраты. При этом для закупки дров на весь зимний сезон придется потратить не больше 5–10 тыс. руб.
- Дизайн. Печи дополняют интерьер любого помещения и скрывают дефектные участки.
- Автономность и независимость от магистралей газоснабжения. Сооружение можно обустроить в любом доме независимо от его расположения.
Помимо интенсивной теплоотдачи такой агрегат поддерживает высокую температуру воды в контуре в течение долгого времени.
Как повысить КПД твердотопливного котла, в том числе и изготовленного своими руками
Недостаток всех твердотопливных котлов в том, что часть тепла уносится в дымовую трубу, снижая их эффективность – особенно при прямой и высокой дымовой трубе. Чтобы уменьшить потери тепла, и увеличить КПД котлов на твердом топливе можно воспользоваться способами, которые я применил в своём доме.
Первый способ — использование энергии дымовых газов для дополнительного нагрева помещения
Для этого необходимо, чтобы твердотопливный котёл находился в подвальном помещении или в цокольном этаже дома и перепад высоты между подом топливника котла и верхним срезом дымовой трубы был достаточно большой – не менее 7 м.
Для использования тепла, которое уносится в дымовую трубу, в комнате или между комнатами возводится отопительная печь или отопительный щиток. Твердотопливный котёл располагается так, чтобы он находился под печью или щитком. Конструкция отопительной печи выполняется так, что через её дымообороты проходят дымовые газы из котла. При выходе из топливника печи устанавливается задвижка, которая закрывается при топке котла и открывается, когда необходимо протопить печку, например в межсезонье, когда котёл ещё не топится или в другом случае.
Рис. 7
Вариант расположения твердотопливного котла (горизонтального) в доме: 1 — теплообменник; 2 — корпус котла; 3 — плита или 14 — свод из кирпича (как вариант); 4 — обратка; 5 — циркуляционный насос; 6 — запорные краны; 7 — труба с нагретой водой (подающая); 8 — топливник печи; 9 — печь; 10 — задвижки; 11 — перекрытия; 12 — расширительный бак системы отопления; 13- дымовые каналы печи; 15 — топочная дверка; 16 — поддувальная камера.
Если вместо печи соорудить отопительный щиток, то здесь вообще никаких проблем, так как он представляет собой только дымовые каналы. Длина дымовых каналов рассчитывается, как и при кладке печи.
При таком варианте дымовые каналы печи или щитка аккумулируют часть тепла дымовых газов из котла, а в последствии отдают их в помещения. Даже когда радиаторы отопления уже остыли, стенки печи ещё долго излучают тепло, которое бы просто ушло наружу.
Второй способ — использование энергии газов для нагрева воды
Кроме этого, на твердотопливном котле можно установить самодельный водонагреватель, вода в котором будет нагреваться горячими газами, выходящими из котла, через металлическую дымовую трубу. Проще всего такой водонагреватель изготовить из двух отрезков металлических труб диаметром 300-400 мм и 100-110 мм. Внутренняя труба служит одновременно дымовой трубой твердотопливного котла и нагревательным элементом, передавая энергию дымовых газов воде.
Типы систем
Печи с водяным контуром различаются особенностями циркуляции теплоносителя. В одних системах движение жидкости обеспечивается разницей температур, а в других – с помощью насоса.
Естественная
Циркуляция жидкости обусловлена физическими процессами и не зависит от электроснабжения. При этом для корректной работы системы требуется монтаж труб с увеличенным диаметром. Разогрев печи занимает больше времени, но она медленнее остывает.
Естественная циркуляция не зависит от электроснабжения.
Принудительная циркуляция
В оборудовании установлен насос, который работает в непрерывном режиме и отвечает за постоянное перемещение теплоносителя между радиаторами. Его недостатком является зависимость от электроснабжения. Если в вашей местности часто бывают перепады напряжения или прочие сбои в сети, лучше установить блок бесперебойного питания с аккумуляторными батареями.
Особенности кладки, о которых вам нужно знать
- Соблюдение порядовки – обязательное условие при возведении кирпичной печи с водонагревательным котлом. В противном случае вы можете некачественно перекрыть те или иные каналы и т.д.
- Толщина швов должна составлять от 3-х до 5мм. Важно, чтобы эта толщина была одинаковой везде. Кроме того, следите, чтобы швы располагались строго по горизонтальной прямой.
- Выполнение перевязки швов – такое же обязательное условие, как и четкое следование порядовке.
- Все элементы печи из металла монтируются одновременно с кладкой кирпича. Если оставить это на потом, то есть попытаться сделать это после окончания кладки ряда, у вас может не получиться установить те или иные детали.
- Закрепление дверцей в кладке осуществляется с помощью металлической проволоки. Протянув ее через отверстия в самой дверце, концы монтируются прямо в шов кирпичной кладки. Когда раствор застынет, соединение будет максимально прочным.
- Уложив 2-3 ряда, оставьте их на сутки для высыхания. Лучше не торопиться и сделать все качественно, чем сложить печь за сутки, а затем обнаружить в ней массу изъянов.
Подготовительные мероприятия
Организация печного отопления подразумевает подготовку чертежей, выбор подходящего местоположения для труб и радиаторов, а также грамотный расчет мощности. Дальше изготавливается или покупается регистр и производится кладка конструкции со встроенным теплообменником.
Расчет мощности и габаритов
КПД теплообменника определяется материалами, из которых он изготовлен. Чугунные изделия серий МС-110-300 и МС90-300 обладают мощностью 0,14–0,16 кВт/кв. м для ребра. Учитывая такие цифры, можно спрогнозировать количество секций для обогрева каждого контура. На 10 кв. м площади нужно не меньше 1 кВт. Для здания на 60 кв. м. требуется регистр мощностью 5,5 кВт.
На КПД теплообменника влияют материалы, из которых он изготовлен.
Габариты печной системы составляют 1020x1160x2380 мм. Теплообменник имеет размеры 750x500x350 мм.
Необходимые материалы и инструменты
Для сборки печи нужно подготовить:
- Достаточное количество шамотного и полнотелого кирпича с огнеупорными свойствами.
- Топочную и поддувальную дверки.
- Колосниковую решетку.
- Стальные уголки и полосы.
- Задвижки для печей и варочной камеры.
- Предтопочный лист.
Из инструментов потребуются базовый набор печника и емкости для замешивания раствора.
Кладка печи из кирпича с котлом водяного отопления
Изготовление системы начинается с возведения фундамента и подготовки необходимых материалов. Изначально выкладывается первый кирпичный ряд с исключением любых перекосов. Важно не допускать отклонений по вертикали или горизонтали, поскольку от этого зависят будущая надежность и эффективность сооружения.
От кладки кирпича зависит надежность и эффективность сооружения.
Варианты размещения теплообменника
Главный элемент печного агрегата имеет сложное строение. Его можно устанавливать как в дымоход, так и в топочную камеру.
В дымоход
При таком способе монтажа теплообменника топка будет накаляться равномерно и до предельного уровня. Интенсивность нагрева регулируется длиной змеевика.
Из-за отсутствия прямого контакта с огнем элемент дольше сохраняет эксплуатационные свойства. При этом установка теплообменника в дымоход приводит к увеличению габаритов свечи.
В уже готовое сооружение можно интегрировать регистр только после разборки дымохода. Чтобы избежать ошибок, нужно заранее спроектировать порядовку кладки.
В топку
Вариант повышает КПД печной системы, т. к. под воздействием дымовых газов труба будет накаляться до максимума. Внешние и внутренние змеевики слегка остужают наружные поверхности и поддерживают оптимальную степень нагрева.
Под воздействием газов труба печи будет сильно накаляться.
В теплообменнике есть 2 патрубка. Верхний совмещается с трубой и накопительным резервуаром, а нижний – с отопительным контуром.
Правила безопасности
Главное правило — не закрывать вьюшку печи раньше времени. Котёл Кузнецова работает по принципу газовой вьюшки — холодные газы с горячими не смешиваются, поэтому печка остывает не сильно. Если же закрыть вьюшку раньше времени, в помещение может попасть угарный газ, вызывающий отравление
Котёл особенно боится перетапливания — кипящий теплоноситель разорвёт теплообменник. Поэтому при сильных морозах, если мощности недостаточно, прибегайте к дополнительному обогреву помещения электрообогревателями.
При установке в систему отопления водяного насоса, повышается эффективность работы.
При топке некоторые части печи сильно нагреваются. Не подпускайте маленьких детей к дверцам, не поручайте подросткам обогрев дома.
Во время топки держите дверцу либо закрытой, либо чуть приоткрытой, т. к. вылетевший уголёк может привести к пожару.
Перед печкой организовывается «фартук» из керамической плитки или листа железа.
Сажа удаляется два раза в отопительный сезон. Накопление её в дымоходе может привести к пожару.
Кирпичная печь — отличный вариант отопления дома. Правила безопасного использования просты и понятны на интуитивном уровне.
Алгоритм действий: пошаговая инструкция
Чтобы печь с котлом водяного отопления обеспечивала максимальную теплоотдачу, необходимо правильно ее сконструировать: соблюдать порядовку кладки и учитывать технологии печного строительства.
Фундамент
Тип и толщина основания определяются габаритами теплогенератора. Для классических русских печей требуются массивные ленточные постаменты. Для небольших систем подойдет бетонная подушка на 10-15 см. В некоторых случаях ее можно закрепить на каркасе из арматуры.
Кирпич
Для внешних стен используется огнеупорный керамический кирпич. Фундамент можно соорудить из бывшего в употреблении материала. При этом лучше выполнить футеровку внутренних покрытий топки шамотным камнем. Фасад отделать облицовочным кирпичом.
Кирпич используется для установки внешних стен.
Раствор
Кладочную смесь готовят по классической схеме: песок с глиной заливают водой и размешивают с цементом до получения однородной консистенции. Также можно приобрести готовый раствор со специальными примесями.
Кладка
Для прочного фундамента важно сформировать качественную обвязку швов. Они не должны совпадать, т. к. это повлияет на прочность конструкции.
Лучше сложить швы нижней секции по центру кирпичей следующего ряда.
Отрицательные стороны конструкций
Для самостоятельной сборки печи нужны опыт кладки и набор профессиональных инструментов. Кроме того, следует разобраться с монтажом системы отопления.
Другие недостатки агрегатов:
- Пожароопасность. Поскольку у печи открытый очаг огня, нужно предусмотреть меры безопасности для исключения возгорания легковоспламеняемых предметов.
- Монолитность. Конструкция занимает много места, поэтому ее расположение стоит продумать еще на этапе проектирования объекта.
- Неравномерное распределение тепла. Возле печи всегда намного теплее, чем в других комнатах.
- Медленная остановка нагрева. При использовании моделей с закрытым контуром и насосом для циркуляции вода может закипеть в случае отключения электричества. Для исключения таких проблем лучше выбирать устройства с комбинированной циркуляцией теплоносителя.
- Необходимость сливать жидкость при редком использовании печи. Если не делать этого, она будет замерзать, разрушая важные элементы сооружения.
- Вероятность отравления угарным газом. Для минимизации возможного вреда нужно правильно сформировать дымоходные каналы.
Полезные советы и общие рекомендации экспертов
В некоторых помещениях приходится встраивать печи в нишу или устанавливать на прямоугольные / квадратные основания. Для этого потребуется выполнить разметку и залить фундамент. После сборки корпуса с учетом порядовки закрепить дверцы, топочную камеру, варочную поверхность и прочие элементы.
Во время первого протапливания нужно накалить печь до максимума. Это позволит оценить ее работоспособность и эффективность.
Чертежи будущей печки можно создать своими руками либо заказать у профессионалов. Если у вас отсутствует опыт в проектировании, лучше доверить работу специалистам. Они предложат готовые схемы с учетом ваших требований.
На финишной прямой: возводим дымоход
При возведении дымохода учтите, что расстояние от этой части печи до деревянных стен постройки (дома и т.д.) должно превышать 40 см. Это обусловлено требованиями противопожарной безопасности.
Размер части дымохода, выходящей за пределы крыши, составляет примерно 38х38 см. А его внутренний диаметр равен половинке кирпича.
Кстати, допускается заменить выступающую над крышей часть дымохода обычной трубой. Это существенно облегчит задачу печнику, ускорит процесс кладки печи и даже снизит стоимость работ.
Еще один важный нюанс: места, где кровля соприкасается с нагревающимися элементами, нужно обработать асбестосодержащими составами.
