Печь с водяным контуром для отопления дома: особенности печного отопления + выбор оптимального варианта

Несмотря на всеобщую газификацию, ещё есть много мест, где без хорошей дровяной печки не обойтись. К тому же рост цен на газ порой ставит неразрешимые финансовые задачи перед домовладельцами. Поиск альтернативных способов обогрева и модернизация имеющихся часто решают возникающие проблемы самым неожиданным образом. Так, печь на воде может сэкономить до 50% топлива и заставляет взглянуть на классический обогрев дома по-новому.

Печка на воде поможет сократить расход топлива и существенно сэкономить

Суть изобретения:

Если влажный холодный воздух (смесь газов, которыми мы дышим) пропустить через водородную ячейку Почеевского, а затем пропустить сквозь гетерогенный катализатор, которым являются угли дров, воздух возгорает с большим выделением тепла.

Эффективность приведенного процесса зависит от концентрации пара, скорости движения молекул сквозь температурные зоны, величины температур этих зон, протяженности зон, а также каталитических факторов.

Перегретый водяной пар с водородом проходит сквозь горящие угли, которые являются катализатором процесса возникновения водяного газа. Воспламеняясь, частично переходит в режим горения аналогичный горению восковой свече, где роль воска выполняет перегретый водяной пар, а угли горящих дров являются фитилём. Горючая газовая смесь, получаемая при разложении водяного пара Н2О раскаленным углем С, имеет следующий, в предельной степени чистоты, состав: по объему 50% водорода и 50% окиси углерода, по весу — 6% водорода и 94 % окиси углерода. Обыкновенно же водяной газ не имеет этого состава; он содержит, кроме названных составных частей, примесь угольной кислоты, азота и болотного газа.

Состав водяного газа изменяется в зависимости от способа его получения и исходного горючего. Факт получения горючего газа через разложение водяного пара раскаленным углем открыт итальянским ученым, профессором Фелицием Фонтана, жившим в 1730-1805гг. Несмотря на давность открытия, водяной газ только в последние 15-20 лет, преимущественно в США, получил большое распространение как для освещения, так и для технических целей.

Рассмотрим физические и химические свойства водяного газа, благодаря которым он оспаривает свое преимущество перед другого рода газообразными топливами: каменноугольным (светильным) и генераторным газами. Водяной пар при прохождении через раскаленные угли дров разлагается, образуя водород, окись углерода и угольную кислоту. Количество последней зависит от температуры, при которой происходит процесс: при t=500°C пар разлагается на водород и углекислоту, а при t=1000-1200° C на водород и окись углерода. Хотя в газовой смеси водяного газа находится небольшое количество угольной кислоты и азота, отличительные его качества обусловливаются двумя главными составными частями: водородом и окисью углерода. Поэтому при определении нагревательной способности водяного газа и количества возможных единиц тепла (калорийности) нужно иметь в виду количества тепла, выделяемых при сгорании газа — переходе водорода в воду и окиси углерода в угольную кислоту.

Расход теплоты сгорания топлива (углерода) на образование водяного газа по Науманну составляет около 8% На основании этого считают, что при водяном газе наивыгоднейшим способом реализуется тепловая способность углерода. Это мнение оспаривает Лунге, который считает, что эффективность горения водяного газа нужно сравнивать не со сгоранием угля в печи, а с генераторным газом, который перед его употреблением в раскаленном состоянии из генератора поступает к месту сжигания. При таких условиях генераторный газ, по мнению Лунге, представляет более выгодную реализацию тепловой способности углерода, чем водяной. Сравнение водяного газа с другими по температурам горения показывает следующее: для каменноугольного (светильного) газа t=2700°C; для генераторного газа t=2350°C; для водяного газа t=2859°C; для водорода t=2669°C; для окиси углерода t=3041°C.

Как видно, тепловой эффект, который производит водяной газ с малым колличеством водорода, значительнее, чем от нагретого до высокой температуры генераторного газа т.к. в регенеративных топках воздух для горения газообразных видов топлива нагревается за счет части тепла, отводимого из топки. Кроме того, пламя водяного газа гораздо компактнее; в нем плавится платиновая проволока, сильно накаливается магнезиальное тело, испуская яркий белый свет, чего нельзя достичь ни каменноугольным (светильным) газом, сжигая его в бунзеновской горелке, ни генераторным газом. Пламя водяного газа, по сравнению с пламенем светильного, имеет почти в 6 раз меньшую поверхность при равных объемах вытекающих газов, вследствие чего оно охлаждается посредством излучения весьма незначительно. Эти свойства водяного газа и делают его выгодным и удобным источником теплоты.

Материал изготовления

Медь. За счёт своей пластичности, медь наиболее оптимальна при изготовлении теплообменника. Медная трубка проста для изгибания, придания любой формы.У неё высокий коэффициент теплопроводности — более 380. Но медь так же недостаточно жаропрочный материал и дорого стоит. Нержавейка. Тоже достаточно пластичный и отзывчивый материал. Хотя имеет более низкий коэффициент теплопроводности. Зато устойчив к перепаду температур. Из него можно сварить любой вариант конфигурации

ВАЖНО: Нельзя использовать оцинкованную сталь, при нагревании она выделяет в воздух ядовитые соединения цинка. Металлопластик. Легкодоступный практичный материла

Легко можно найти, но у него низкий коэффициент теплопроводности! Практически на два порядка ниже, чем у меди. Зато этот материал долговечный, устойчивый к температурным перепадам.

Вывод.

Водородная ячейка Почеевского, по сути, является генератором получения горючей смеси (водяного газа) из пара обыкновенной воды, которая содержится в воздухе. Используя его, вы сожжёте гораздо меньшее количество топлива и при этом получите больше тепловой энергии, одновременно продляя срок горения очага.

Этому изобретению предшествовали испытания всевозможных «Чудо Мембран», изобретенных Владимиром Почеевским.

Доклад на Х международной конференции «Новые идеи в науках о земле».

Продление горения дров с помощью гетерогенного катализатора «Чудо — мембраны». В.Н. Почеевский. РГГРУ, Москва, Россия.

Региональное объединение ветеранов госбезопасности «ЭФА — ВЫМПЕЛ».

Поисковикам, геологоразведчикам, полярникам, военным, охотникам, скотоводам при ведении работ в полевых условиях часто приходится разжигать костры и топить печь для обогрева и приготовления пищи, как в дневное время, так и в ночных условиях. Дров не хватает на длительное горение. Чтобы костёр длительно и равномерно горел при различных погодных условиях, расходуя гораздо меньше дров, авторами изобретён гетерогенный катализатор «Чудо-мембрана». Принцип его работы заключается в следующем…- ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ…

Постройка котла своими руками

При работе с металлом важно соблюдать простейшие правила безопасности

Выбор проекта

Для домашнего мастера настоящим вызовом будет самостоятельное изготовление нагревателя типа «Булерьян», однако при наличии терпения и навыков сварки металла эта задача выполнима.

Для создания прибора для нагрева воды понадобится квадратная профильная труба с толщиной стенок 4 мм. Во время работы используется сварочный аппарат, болгарка, зажимы и прочие слесарные приспособления.

Кроме квадратной трубы, понадобится несколько листов железа для второй камеры и дверец, задвижка, труба для расширительного бачка, сантехнические резьбы для вывода и ввода теплоносителя.

Порядок сварки водогрейной печки на дровах

Первым делом свариваются коллекторы: нижний и верхний. Нижний имеет форму «коробки», на нём будет стоять вся конструкция, верхний — произвольной формы, выполняет функцию расширительного бачка.

Теплообменник состоит из г-образных квадратных или изогнутых в виде хомута круглых труб. Их низ соединяется с коллектором, верх — с расширительным бачком. Промежутки между труб завариваются наглухо листовым металлом.

На 2—3 высоты получившегося туннеля устанавливается камера вторичного дожига. Горячие газы поднимаются вдоль раскалённой полки. Её лучше сделать из металла толщиной 5—7 мм, к началу полки подводятся воздуховоды.

Снизу топки устраивается колосниковая решётка.

Завариваются торцы туннеля, на задней стенке монтируется дымоход, с передней стороны навешиваются дверцы и зольник.

Зольник удобно делать в виде вынимаемого совка: так легче чистить печь.

Привариваются ножки, навешиваются ручки и колесики — печку можно будет возить как тачку.

Печь готова, теперь можно подключать дымоход, заполнять систему водой и делать пробный запуск.

Теплообменник

Для печей с водогрейными котлами используются различные материалы:

• Сталь низкоуглеродистая, в виде мотка труб диаметром от 4 до 5 см (или сборка из стального листа толщиной до 0,5 см);
• Чугун, использовать старые батареи от него, желательно компактных размеров (под топку);
• Медь (более дорогой вариант).

Устройство из стальных трубок более эффективно в использовании, но труднее в изготовлении. Недостаток чугунных изделий — их сложно очистить от скопления сажи (мешают ребра). Медные камеры используются редко, владельцу сложно собрать и дорого купить.

Говоря о которых. Теплообменник значительно уменьшает полезную площадь топки. Между ними должен быть зазор — до 15 мм (для изделий из листовой стали — до 10 мм).

Порядок работ

Можно сделать технику своими руками или купить заводской агрегат.

При выполнении автоматической установки важно учитывать следующие моменты:

• Сначала подготовьте теплообменник;
• Затем монтируется контур, подключаемый к тепловому котлу;
• Перед возведением печи выкапывается котлован под фундамент, затем делается промежуточный слой из щебня, битого кирпича (фундамент должен быть выше уровня пола на 2-3 см);
• строительство топочного сооружения продолжается.

Что важно сделать до прогрева дымохода и предварительной протопки?

Крайне важно помнить о том, что в конце и начале каждого отопительного сезона, вне зависимости от времени года, следует осуществлять профилактический осмотр и прочистку дымового канала. За время неиспользования отопительного прибора, с дымоходом могут случиться две вещи:

1. В трубу может попасть различный мусор с улицы – ветки, гнезда птиц или насекомых, листья, хвойные иголки и прочее. Особенно высока возможность проникновения мусора в трубу в тех случаях, когда ее оголовок не оснащен дефлектором. Мусор внутри дымового канала может забить его и препятствовать свободному прохождению дыма от очага на улицу, а также купировать тягу. Невозможность выхода дымовых газов на улицу спровоцирует их выхождение в помещение, создаст опасную для здоровья жителей ситуацию. Вместе с тем, мусор в трубе может легко воспламениться и спровоцировать пожар в дымоходе или, в худшем случае, в доме.
2. Препятствовать свободному прохождению дымовых масс и тяге также могут наросты сажи и конденсата на внутренних стенках трубы. Для исключения рисков при растопке отопительного прибора после долгого простоя, специалисты рекомендует провести плановый осмотр трубы и, при необходимости, произвести чистку дымохода. Данные действия можно осуществить самостоятельно, но лучше – с помощью профессионалов. Услуга прочистки дымохода, заказанная в специализированной компании, будет выполнена качественно и с соблюдением всех требуемых, установленных норм пожарной и технической безопасности. Вместе с тем, на услуги такого вида, заказанные у проверенных подрядчиков, всегда предоставляются надежные гарантии качества.

Фундамент для сооружения

Перед тем как построить печку, нужно заложить фундамент для будущего строения. Работа выполняется поэтапно:

• Сначала нужно вырыть котлован. Глубина 45-50 см.
• На дно сыпется песок и тщательно утрамбовывается. Толщина слоя 8-10 см. Сверху кладется слой щебенки.
• Далее следует установить арматурную решетку и залить цементным раствором. В составе смеси щебень, песок и цемент в пропорции 1:2:1. Котлован заполняется на одну треть.
• Затем производится заливка второго слоя. Раствор представлен песком и цементом (3:1). Заполнять следует таким образом, чтобы до верха котлована оставалось 5 см. Сюда же укладывается вторая сетка с размером ячеек 7х8 см.
• Залить третий последний слой цементного раствора и выровнять правилом. Конструкция накрывается пленкой из полиэтилена.

Стынуть бетон будет в течение 30 дней. Чтобы он был прочнее, специалисты рекомендуют его каждый день смачивать. В конце фундамент выстилают полосами рубероида.

Плюсы и минусы печи с водяным контуром отопления

Отопление дома от дровяной печки — распространенное явление в российских деревнях и селах. Однако, обычная печь способна обогреть лишь одну, максимум две комнаты. При этом жители сельской местности не стремятся заменить традиционную русскую кирпичную или каменную печь современным котлом, а вместо этого по возможности стараются оборудовать ее водяным контуром.

Печное водяное отопление — практически безотказная система, надежная и доступная. Топливом для печи служат колотые дрова (как правило, березовые), уголь, торфяные брикеты. Для топки также подойдет картон, щепа, отходы деревообрабатывающей и бумажной промышленности.

Плюсы

К несомненным достоинствам водяного отопления от печи относят:

• низкая стоимость системы;
• зависимость исключительно от наличия топлива;
• простота в обращении;
• продолжительная отдача тепла;
• использование нескольких видов твердого топлива.

В случае невозможности газоснабжения отопительная печь с водяным контуром является наилучшим вариантом.

Недостатки

Основными недостатками отопления от дровяной печи с водяным контуром являются долгий прогрев до начала отдачи тепла, сложность регулирования теплоотдачи в отдельных помещениях, потеря части тепла через трубу, невозможность автоматизировать процесс.

Кроме того, печь на дровах и угле требует особо внимательного отношения с точки зрения пожаробезопасности: при неправильной эксплуатации повышается риск возникновения пожара в жилом доме.

Виды печей с водяным контуром

Печи выкладывают из кирпича (камня) или приобретают готовые изделия из металла. Кирпичная печка с водяным контуром весит от 1,5 тонны и больше, и фундамент, соответственно, должен быть устроен с учетом значительного веса конструкции. Если решено ставить кирпичную конструкцию, в фундамент придется заливать бетон.

Металлическую печку по типу буржуйки разрешено ставить в домах непосредственно на деревянный пол. Поскольку вес такой печи обычно не превышает 250-300 кг., то специально укреплять фундамент не требуется: достаточно использовать усиленные лаги пола.

Кирпичная печь хоть и нагревается дольше, но лучше держит тепло. Установка из стали нагревается гораздо быстрее, но также быстро остывает, как только прогорает топливо.

Нужна ли электроэнергия

Система может быть выполнена в двух вариантах:

• Свободная циркуляция при нагреве самотеком;
• Принудительный метод.

В последнем случае вам понадобится помпа и аккумулятор (обеспечить бесперебойное питание). На первый взгляд это удобно — сохраняет устойчивость. Отапливать можно не только первый, но и другие этажи.

Однако такие комплектующие значительно увеличивают стоимость обогрева печи, сама конструкция приобретает внушительные размеры.