Котел в кирпичную печь для загородного дома своими руками

Виды печей со встроенным котлом

Конструкция может быть выполнена из металла или кирпича с разным размещением каменки, с котлом для подогрева воды для мытья, если речь ведется о бане. Размеры не ограничены: выбор параметров определяется с учетом габаритов помещения, строительных материалов здания, а также местного климата.

Следует рассмотреть особенности конструкции двух видов печей с котлами отопления:

Котел встраивается в дымоход. Такая модель отличается длительным сроком эксплуатации, стенки печки полностью получают тепло из топки, показатели теплоотдачи неизменны. Недостаток: нельзя обогреть большую площадь.
Котел находится прямо в топке. Можно обогреть большую площадь помещения. Есть возможность использования разных видов теплообменника. Недостатки: металлические части напрямую контактируют с огнем, в результате чего разрушаются. Из-за низкой температуры теплообменника вырабатывается конденсат, из-за чего позже к поверхности прилипает много сажи, вследствие чего понижается КПД.

Обзор различных схем водогрейных печей

Одна из самых простых конструкций печки с П – образным теплообменником, установленным прямо в топке. Нагреватель с плоскими поверхностями изготавливается из листового металла толщиной 4 мм, для него лучше использовать жаропрочную сталь. Другой вариант – змеевик в виде регистра, свариваемый из труб (можно водогазопроводных) условным диаметром 50 мм и толщиной стенки не ниже 3.5 мм. На рисунке изображена схема печи с водяным отоплением подобной конструкции.

Чертеж печи с встроенным теплообменником для водяного отопления

1 – теплообменник в камере сгорания; 2 – дверца для прочистки дымоходов; 3 — подача в систему отопления.

Принцип действия здесь прост: стальной регистр с теплоносителем прогревается напрямую от пламени в топке, а продукты горения устремляются вверх и делают 3 хода, попутно отдавая тепло кирпичным стенкам и духовому шкафу для приготовления пищи.

Несколько иная печь для дома с водяным отоплением представляет собой двухцелевую варочную плиту с вмонтированным в топку нагревателем. Плита не имеет длинных дымоходных каналов, поскольку в ней предусмотрен отбор тепла от продуктов горения водяным теплообменником. Габариты источника тепла – 1030 х 650 х 780 (высота), мощность нагревателя – порядка 9 кВт. Последний изготавливается из труб диаметрами 57 х 3 мм и 48 х 3 мм. Конструкция печи показана на фото.

Печь с варочной плитой

1 – топливник; 2 – зольная камера; 3 – дверца для прочистки; 4 – духовка; 5 – варочная панель; 6 – раствор из глины; 7 – водонагреватель; 8 – дымоходный канал; 9, 10 – соответственно, обратный и подающий трубопроводы системы обогрева.

Топливо, сгорая, нагревает змеевик напрямую. Дополнительно он греется от дымовых газов, что после этого поступают в канал между варочной панелью и духовкой, огибают последнюю и выбрасываются через дымоход. Нагретый теплоноситель циркулирует из регистра в систему, причем побуждение может быть как естественным, так и принудительным. Таким образом, водонагреватель отбирает тепло из топки и продуктов горения, охлаждая их до 150—200 ºС, за счет чего и реализовано водяное отопление от печи.

При всех достоинствах подобной конструкции в ее работе имеется нерациональное зерно. Дело в том, что продукты горения, от которых прогревается варочная панель, сильно охлаждаются теплообменником. Получается, что во время приготовления пищи необходимо перетапливать плиту с целью прогреть варочную панель, а в это время водяное отопление дома будет функционировать на полную мощность, а это нерационально и неэкономно. Для ограничения температуры теплоносителя придется устанавливать буферную емкость – теплоаккумулятор, иначе в осенне-весенний период в комнатах станет невыносимо жарко.

Двухкамерная дровяная печь с водяным отоплением К. А. Дмитриева лишена описанного выше существенного недостатка и считается наиболее распространенным вариантом в средней полосе России. В ней предусмотрены отдельные дымоходные каналы и две раздельных топки, — одна для нагрева духовки и варочного настила, а вторая – обеспечивает водяное отопление от печи. Раздельные дымоходы на высоте 2 м объединяются в один. Габаритные размеры печки – 1500 х 680 х 770 мм (высота), развиваемая тепловая мощность – 9.5 кВт, что уже существенно, так как хватит для дома площадью 100—120 м2. Конструкцию можно подробно изучить по чертежам.

Конструктивная схема и поперечные разрезы печи

1 – зольная камера; 2, 5 – камеры сжигания; 3 – духовка; 4 – дверца зольника; 6 – варочный настил; 7, 8 — подключение к водяному отоплению; 9 – теплообменник; 10 – задвижка.

При работе первой топки дымовые газы омывают металлический духовой шкаф и поступают в газоход, находящийся под ним. Водонагреватель в процессе не участвует, поэтому данный режим удобен в летнее время и переходный период. В холодное время года растапливается вторая камера, действующая только для обогрева частного дома и не влияющая на работу варочного настила и духовки. Этот вариант исполнения печи из кирпича является оптимальным и экономичным, показывая неплохие результаты эффективности сжигания твердых видов топлива (КПД – 50—55%).

Кладка и кирпич

Принцип кладки кирпича

Печники с давних времен пользуются заслуженным уважением. Мастера своего дела создают печи с котлом отопления, у которых всегда хорошая «тяга» и равномерно прогретая поверхность.

Есть несколько общих правил, которые соблюдают все без исключения специалисты:

Топочные камеры изготавливают из огнеупорных материалов. Открытый огонь легко может повредить обычный кирпич и даже камень.
Не стоит экономить на материалах, укладывая стенки в четверть кирпича. Это снижает надежность и устойчивость всей конструкции.
Необходимо тщательно следить за герметичностью швов. Любая щель впоследствии будет пропускать угарный газ, что опасно для жизни обитателей дома.

Иногда владельцы домов прибегают к небольшой хитрости, обустраивая отдельно камеры для обогрева и приготовления пищи летом. Это вполне оправданное решение, позволяющее экономить топливо в теплое время года.

Принцип работы

Агрегаты с водяным контуром укомплектованы встроенным в топку или канал дымохода теплообменником. Существуют модели, способные функционировать в режиме циркуляции пара.

Печь для отопления на дровах может изготавливаться из котловой стали, чугуна, рассчитанных на работу в условиях высокого давления пара. Данные устройства используют как в качестве дополнительного оборудования, так и в качестве основного источника тепла.

Внутри печного агрегата установлен теплообменник. По каналам резервуара нагревания перемещаются разогретые газы, передающие тепло жидкости. Печь с котлом в своей конструкции может иметь одновременно несколько резервуаров, что позволяет существенно увеличить ее КПД. Вода нагревается в одном резервуаре, при усиленном нагревании во втором происходит процесс парообразования.

Чтобы обогреть большое здание с традиционным печным отоплением, потребуется несколько печей, при этом расход угля или топлива будет довольно высоким. Поэтому более экономным и альтернативным вариантом станет печь для водяного отопления дома на дровах, оборудованная вмонтированным в топку специальным водогрейным котлом. Даже при сильных морозах для такой отопительной системы хватит двухразовой растопки печи.

Такие устройства способны подогревать здание даже в перерывах между топками. В процессе остывания трубопроводы еще в течение 5-6 часов отдают свое тепло, тем самым они осуществляют подогрев без расхода топлива. Водяное отопление от печи на дровах имеет КПД 80-85 %.

Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Теплообменник, сделанный своими руками по любому из вариантов, устанавливается в кирпичный котел. Последний кладется по тому же принципу, что и кирпичная печь.

Размеры твердотопливного котла должны быть пропорциональны объему помещений, которые должны быть им отоплены. Имеющиеся в статье величины приведены в расчете на дом с площадью 90-100 кв. м. с 6 радиаторами из чугуна и разводкой из 2 труб (25-50 мм).

Выбирать и проектировать обвязку котла следует исходя из множества факторов:

Сколько в системе контуров.
Насколько сложная система.
Имеется ли еще какое-либо оборудование.

Весь котел должен стоять на прочном основании из железобетона. Размер фундамента подбирается исходя из габаритов печи. Во время кладки котла на твердом топливе, теплообменник должен быть выставлен таким образом, чтобы выходящая труба была самой высокой точкой. Перепад высот должен быть не менее 10 мм. Это необходимо для того, чтобы в котле не образовалась пробка из воздуха во время заполнения водой. Также такой уклон позволит улучшить циркуляцию жидкости.
Кирпичную кладку ведут своими руками, соблюдая правила перевязки швов. Трубы должны находиться примерно на 2-3 см ниже, чем сама кирпичная стена. Чтобы предотвратить понижение КПД, нужно чтобы поверх котла была съемная чугунная плита для более удобной чистки. Дым выводят в отдельную или коренную трубу. Труба может быть кирпичная или металлическая.

Подготовка и выбор места установки

Для начала раскладываем все материалы перед собой. Но делаем это на месте установки печки. Последнее выбираем так. Для максимальной эффективности тепловой генератор монтируют в углу помещения, чтобы тепло распространялось на 2 стены, а не терялось в 4-х направлениях.

При этом необходимо оставить небольшой зазор от стен, равный примерно 150 мм. Если печь используется в дачном доме, желательно ещё при его строительстве предусмотреть дымоход и провести верхнее звено трубы через крышу.

Фундамент под наш агрегат можно не закладывать, потому что при заданных параметрах вес получится небольшой. Если же печка планируется массивная, то лучше подготовить основание из бетона.

Сборка радиаторов

Собирать радиаторы — несложный процесс, потому как полностью повторяет процесс их разборки. Соединяются секции ниппелями, которые имеют левую и правую резьбу с обеих сторон. Таким образом, секции сверху и снизу притянутся плотно одна к другой при прокручивании ниппеля. Когда зазор становится шириной в 2 см, следует намотать асбестовый пропитанный шнур и только потом до конца затягивать ниппели.

Когда вся конструкция собрана, следует дождаться, когда высохнет олифа, а потом проверить стыки на герметичность. то есть подать в радиатор воду под большим давлением. Это обезопасит последующее использование радиатора, и протечек не будет.

Подсоединять трубы обратки и подачи теплоносителя нужно по диагонали радиаторов. Отверстия, которые остались открытыми, нужно закрыть заглушками. Лучше брать дюймовые трубы. С одной из сторон на радиаторе будет правая резьба, так что с подключением — сложностей не будет. С противоположной стороны используйте муфту со сгоном и ниппель.

Какие размеры должен иметь дымоход

Варианты размещения дымохода.

Тяга в канале дымохода будет происходить из-за отличий в высоте входа и выхода, а также за счет разницы температур. Для обеспечения непрерывной работы любого устройства для отопления понадобится сделать сильную тягу

Перед началом кладки важно определиться с тем, какой тип устройства для отопления будет использован, какие оно имеет габариты и сколько планируется делать каналов

Число каналов можно определить с учетом мощности прибора для отопления, топлива и особых требований производителя устройства.

Если диаметр канала дымохода будет значительно превышать расчетное значение, тяга в подобном канале сильно снизится. В результате будут частые перебои в функционировании газового котла или другого устройства для отопления. Если диаметр канала будет меньше, то это может препятствовать отводу продуктов сгорания. Именно по этой причине в большинстве случаев останавливается работа котлов.

Чтобы изготовить кирпичные каналы, понадобится использовать керамический кирпич марки М50-75. Можно применить и бетонные блоки, которые имеют каналы с квадратным сечением.

Если планируется использовать для изготовления дымохода керамический кирпич, то стоит знать, что его минимальное сечение составляет 14х14 см. Если планируется приобрести материал с круглым сечением, то допустимый диаметр составляет 15 см или более.

В дымоходе из кирпича, высота которого составляет менее 5 м, габариты каналов надо увеличить до 14х20 см или до 18 см в диаметре. Подобные конструкции должны изготавливаться в стенках между помещениями, которые планируется отапливать. Таким способом можно будет создать определенную защиту несущих конструкций от охлаждения, которое в большинстве случаев приводит к ослаблению тяги.

Нужно попытаться сгруппировать каналы дымохода так, чтобы в устройстве, которое будет выводиться над кровлей, их число было максимальным. Таким образом можно будет снизить денежные затраты на работы по изготовлению и значительно улучшить работоспособность дымоходного приспособления.

Особенности разводки труб водяного контура

Систему труб подключают к теплообменнику, установленному в печи, через раструбы, которые вводят сквозь одну из стенок. Водяной контур в такой системе чаще устраивают в виде двухтрубной системы. Разводка может быть, как нижняя, так и верхняя.

Регистр для печи из старой батареи

Естественно, отопительный контур должен быть полностью укомплектован. Расширительный бак устанавливают в самой верхней точке магистрали, ставят предохранительный и воздушный клапаны, а также обязательно включают в систему блок безопасности с манометром, на входе и выходе радиаторов подсоединяют вентили.

Водяной контур можно подключить к циркуляционным насосу, он заметно повышает КПД и позволяет более гибко подойти к решению вопроса разводки труб. Но в таком подходе существует проблема. Если из-за перебоев в электроснабжении насос перестанет работать, вода не будет циркулировать и начнет закипать в змеевике.

В холодную зимнюю пору, когда котел работает на всю, может быть достаточно одной минуты, чтобы последствия были плачевными. Печь, в отличие от газового котла, быстро выключить не удастся. По этим причинам рекомендуют устраивать комбинированный способ разводки.

Вывод труб под отопление

В подающей трубе, после ее выхода из печи, устраивают коллектор разгона, поднимая трубу вертикально на 1-1,5 м, а затем опускают на уровень радиаторов. Участки магистрали располагают под уклоном в 3-5°. В случае аварийного режима циркуляция теплоносителя будет естественной.

Циркуляционный насос лучше монтировать в контур на обратке как можно ближе к расширительному бачку при помощи байпаса, при этом ось насоса должна располагаться строго по горизонтали.

Кладка кирпичной печи с водяным котлом

Схема устройства твёрдотопливного котла.

Кладка кирпичной печи с водяным котлом производится в следующей последовательности:

Заливается фундамент под местом расположения печи.
Пока фундамент сохнет, смешивается раствор глины и песка в соотношении 1:2. В зависимости от жирности глины эту пропорцию можно изменять. До начала приготовления смеси глина отмокает в воде в течение 10-12 часов (большие комки глины необходимо при этом размять руками). Перед началом кладки песок и глина тщательно перемешиваются.
На высохший фундамент выкладывается гидроизоляция – обычно рубероид с размером будущей печи.
Поверх гидроизоляции наносится слой раствора, выравнивается и укладывается первый слой кирпича. Следует учесть, что для внешнего слоя лучше использовать красивый кирпич, он будет выглядеть более эстетично. Внутренние слои можно формировать из бракованных или битых кирпичей.
Каждый слой кирпича тщательно покрывается раствором.
На необходимой высоте делается отделение для золы и непосредственно топка.
В отделении для золы размещается лист металла, для того чтобы в дальнейшем удобно было выгребать зольные остатки. Тут же устанавливается дверца поддувала.
За топкой, в передней части дымохода, устанавливается водяной котел. Для него сооружаются кирпичные выступы с металлическими уголками. Необходимо использовать уровень, чтобы предотвратить образование воздушных пробок. В самой топке закрепляется дверца для загрузки топлива.
Поверх котла ставится металлическая плита, формируется дымоход и система прочистки. Будет нелишним сделать отдельную дверцу для чистки котла от нагара.
На полу перед топкой закрепляется металлический лист, чтобы соблюсти правила противопожарной безопасности.

Схема устройства котла.

При первой растопке сделанной печи необходимо следить за исправностью системы и отсутствием течи. Помещение необходимо проветривать, так как зачастую при первой протопке возникают неприятные запахи выгорающих промышленных смазок и нагревающейся глины. Она производится не менее часа с максимально возможным количеством топлива.

Кирпичная печь с самодельным котлом – это один из лучших способов обогрева небольших загородных домов, который позволит насладиться теплом холодными зимними вечерами и сохранит ваш бюджет.

Чугунные радиаторы в роли котла

Можно встроить в кирпичную печь старые радиаторы, и они будут выполнять функцию котла. Чугунные встроенные водогрейные элементы имеют свои особенности, например, чугун не очень хорошо реагирует на открытый огонь. Тем не менее, такой метод используется, причем довольно широко. Можно использовать радиатор М-140, который легко можно найти на местах сноса пятиэтажных домов. Если сварить дюжину секций, получите нагреватель, площадь которого 3 кв.м и 18 л емкости. Плоский котел с такими же характеристиками потребовал бы очень много места. Такие котлы могут обогревать большие площади.

Перед тем как радиаторы будут свариваться вместе, их необходимо разобрать, очистить от грязи и тщательно промыть горячим 6 %-м раствором соляной кислоты. Затем вновь ополоснуть водой. Потом сменить картонные прокладки, находящиеся между секциями, поскольку они попросту сгорят. Используйте вместо них асбестовый шнур с пропиткой из порошка графита и натуральной олифы.

Собирать элементы радиатора следует в определенной последовательности. В соединяемые секции ввернуть ниппели со своей правой и левой резьбой, затем намотать на них пропитанный шнур из асбеста и затянуть оба ниппеля ключом, следить, чтобы не было перекоса секций. После соединения двух секций можно присоединить третью, затем спрессовать радиатор ради проверки качества сборки. Теперь можно монтировать стояки.

По диагонали можно расположить вход холодной и выход горячей воды. Другие два отверстия могут заглушаться пробками, чтобы обеспечить циркуляцию воды через полный объем. Радиатор необходимо вмонтировать в дымовой канал, расположенный позади топки. Это поможет избежать контакта чугуна с открытым огнем: котел будет нагреваться горячими газами.

Добиться повышения естественной циркуляции воды в таких печах можно, если провести трубу обратной линии через ее фундамент и пространство под полом, благодаря чему будет увеличена разница температур между обратной и горячей линией. Батарея в печи устанавливается с незначительным уклоном для выхода воздуха и попадания его в систему. Для чистки можно в самом дымовом канале встроить дополнительную дверцу.

Монтаж котла

Во время реализации планов по созданию комбинированной системы отопления важно обратить внимание на некоторые особенности. Кирпичные печи с водяным отоплением имеют множество вариантов, каждый из которых отличается материалом, типом основного элемента и другими нюансами. Игнорирование технических и строительных требований обязательно приведет к выбраковке всей работы

Игнорирование технических и строительных требований обязательно приведет к выбраковке всей работы.

Котел полностью должен помещаться в топке. Тем не менее, на практике встречаются казусные ситуации, когда часть теплообменника находится снаружи печки. Это недопустимо, ведь основная задача узла — нагревать теплоноситель. Котел изготавливают буквой «П» из труб или листового железа. Все его элементы пустотелы и предназначены для отбора тепла.

Предпочтительней вариант из труб. Он обладает большей площадью конвекции и позволяет пламени достигать варочной поверхности, чтобы готовить пищу. Кроме того, внимания требуют:

Размеры. Казалось бы, необходимо массивное изделие, способное нагреть много воды и обеспечить теплом приличных размеров строение. Но это не так. Сам котел изготавливают весьма скромных габаритов — 75*50*30 см (длина, ширина, высота). Конвекционной поверхности такого устройства достаточно для того, чтобы обогреть дом площадью до 200 квадратных метров. Установка насоса для принудительной циркуляции теплоносителя увеличивает производительность до 50%. Котел. Его форма разработана таким образом, чтобы площадь обогреваемой поверхности была максимально большой

Очень важно установить его в центре очага горения. Только так можно получить высокую эффективность работы водяного отопления. Особенности

Между стенками печи и поверхностью котла необходимо оставить небольшой зазор. Оптимальным принято считать расстояние в 5 миллиметров. Его вполне достаточно для нивелирования свободного хода металла при тепловом расширении.

Отводящую и подводящую магистрали теплоснабжения выполняют в строгом соответствии с законами физики. Со школьной скамьи известно, что горячие потоки стремятся уйти вверх, а холодные всегда направлены вниз. Поэтому труба, подающая в дом горячую воду, всегда примыкает к котлу в верхней точке, а канал с «обраткой» — в самой нижней. Такое расположение исключает скопление горячего пара, который представляет серьезную угрозу для целостности системы.

Устройство печного водяного отопления

Печь для рассматриваемой системы обогрева в идеале необходимо рассчитывать и строить одновременно с домом. Если жилое строение уже возведено, то поставить в нем печную конструкцию из кирпича будет сложно. А зачастую это и вовсе оказывается невозможно из-за необходимости делать прочный фундамент и перестраивать стропильную систему.

Печь для водяного обогрева в частном доме может быть выполнена не только из кирпича, но и из стали в виде буржуйки с теплообменными трубами вокруг топки для нагрева теплоносителя

Водяное отопление на основе печи состоит из:

непосредственно печки (металлической либо кирпичной);
теплообменника внутри или вокруг печной топки, а также в форме змеевика вокруг дымохода;
разнесенного по дому контура с теплоносителем и расширительным бачком на чердаке.

Также в отдельных случаях эта отопительная система дополняется циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Однако такой расширенный вариант применяется крайне редко, так как требует бесперебойного электропитания и приводит к удорожанию всей схемы.

А основной плюс водяного печного отопления – дешевизна устройства. Дополнять его дорогостоящими и склонными к поломке элементами не стоит.

Схема циркуляции воды в контуре

Система водяного отопления в домах выстраивается с естественной (гравитационной) либо принудительной циркуляцией теплоносителя. Если она делается на базе дровяной печки, то лучше всего предпочтение отдать первому варианту.

Схема разводки с естественной циркуляции воды более дешева по сравнению с принудительным аналогом, а также в отличие от него не требует электроснабжения

Водяное печное отопление рекомендуется обустраивать только в одноэтажных домах площадью до 150 м2. В этом случае его можно сделать гравитационным без дополнительных насосов.

Если необходимо обогреть коттедж в пару и более этажей, то лучше осуществлять это на базе более мощного котла. Печь для таких строений придется сооружать просто огромную, что дорого в реализации. Да и объемы топлива придется в нее закладывать каждый раз немалые. А делать так крайне не рекомендуется из-за увеличения рисков возникновения пожаров.

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

теплообменника в составе печки;
контура из металлического трубопровода;
радиаторов (обычно заменяются толстыми трубами в комнатах);
расширительного бачка.

Если водяной обогрев в загородном доме решено делать своими руками, то лучше его проектировать именно по этой схеме. Монтаж и расчет такого варианта выполнить проще, чем с принудительным движением воды.

Система с циркуляционным насосом больше подходит для котлов, на базе печки она теряет свою повышенную эффективность по теплоотдаче

Если бойлер автоматизирован и воду греет постоянно по мере необходимости, то дровяная печь протапливается раз или два в сутки. Именно в эти моменты теплоноситель в печной топке и нагревается, чтобы отдать тепло в помещениях. После гонять его насосом по трубам контура бессмысленно. Воду все равно ничто в холодной топке не будет подогревать.

Делая выбор в пользу печи на дровах или угле, хозяева частных домов обычно рассчитывают получить автономную систему обогрева. Если поставить в нее насосное оборудование, требующее для работы питание из электросети, то об автономности говорить будет сложно.

Печь — кирпичная или металлическая

Печь из кирпича дольше нагревается, но и дольше отдает тепло пространству вокруг себя. Аналог из стали наоборот быстро греется и также быстро после прогорания топлива остывает. Частично эта проблема решается за счет наличия в водяном контуре больших объемов теплоносителя.

Однако чем больше воды приходится хранить в системе, тем дороже она выходит по материалам.

Металлическую буржуйку с водяным змеевиком для отопительного контура в частных домах разрешается ставить прямо на деревянный пол без обустройства специального фундамента

Печь из стали под водяное отопление мощностью 5–15 кВт – без топлива и воды это конструкция весом 100–300 кг. Такую буржуйку без опаски можно поставить на усиленные лаги. Печные фундаменты требуется заливать, когда печка весит более 700–800 кг. Вот если она кирпичная, то без бетонных работ тогда точно не обойтись.

В сравнении с металлической, печь из кирпича весит больше, стоит дороже и сложнее в монтаже. Однако у нее выше КПД и меньше риски заморозки контура с порывом труб из-за образования внутри льда. Если все решено делать капитально для себя и постоянного проживания, то выбор рекомендуется останавливать на кирпичном варианте.

Трубы — нержавейка или металлопластик

Если система отопления строится на базе водогрейного котла, то обвязку его разрешается делать не только стальными трубами, но и металлопластиковыми и полипропиленовыми. Однако если воду будет греть дровяная печь, то контур с теплоносителем от нее стоит создавать только из нержавейки.

При большой закладке дров вода в змеевике печной топки может быстро разогреться до 100 градусов и закипеть, подобные температуры долгое время способна выдержать лишь сталь

Металлопластик рассчитан на работу с теплоносителем, разогретым до 90–95 °С. Кратковременно он способен перенести и нагрев до 110–120 °С. При этом автоматика котлов и бойлеров изначально не допускает прогрев воды до таких градусов. Для теплых полов она нагревается до 30–45 °С, а для батарей до 60–65 °С.

Однако в случае с дровяной печкой температуры под сотню – не просто возможны, а далеко нередки. Рисковать и играть в русскую рулетку, делая обвязку этой печи с помощью металлопластиковых труб, не рекомендуется. Лучше всего предпочтение отдать более надежной нержавеющей стали.

Вдобавок выходящие из топки от змеевика патрубки для подсоединения труб контура точно будут нагреваться до сильно высоких температур. От открытого огня их отделяет менее полуметра. Подсоединять к ним любые пластиковые трубы опасно из-за риска расплавления последних.

Теплоотдача — радиаторы или регистр

Подача тепла из печки в контур отопления осуществляется порциями по несколько часов, пока в топке горят дрова или уголь. Если воды в отопительной системе мало, то дом быстро будет выстывать. Поэтому в деревнях подобный обогрев обычно и делается из толстых стальных труб, а не на основе более привычных горожанам радиаторов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит просто идеально.

Классическая схема водяного печного отопления с естественной циркуляцией предполагает прямой контакт воды с атмосферой через расширительный бак, но обычным батареям воздух в теплоносителе противопоказан

Проложенная по дому труба диаметром 80–120 мм из нержавейки – это отопительный регистр, состоящий из подачи от печи и обратки к ней. В дальней от топки комнате эти линии соединяются воедино, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль внешних стен.

Выглядит регистр не столь эстетично, как радиатор. Зато первый вариант сильно дешевле и проще в самостоятельном изготовлении, нежели второй. Для его реализации надо лишь иметь опыт обращения со сварочным аппаратом.

Площадь теплоотдачи для подобного контура рассчитывается умножением числа ПИ на диаметр и длину трубы. Плюс в расчетах надо учесть тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.

Однако, зачастую, подобные вычисления не производятся, а берется труба диаметром 80–100 мм и прокладывается по периметру всего жилого здания с закольцовыванием в дальней комнате. При этом регулировка теплоотдачи производится «на глаз» и опытным путем в результате накладывания того или иного объема топлива в топку.

Не зря контуры из регистров вкупе с водяными печами так распространены. Их не нужно даже рассчитывать, достаточно взять подходящую трубу и сварить сваркой.

Подбираем теплообменник для топки

Теплообменник в печку можно сделать из меди, стали либо чугуна. Медный вариант сразу лучше исключить из-за высокой цены. Самостоятельно спаять такое устройство крайне проблематично.

Устанавливать внутрь топки чугунные батареи следует с осторожностью – из-за температурного шока отдельные их секции могут отсоединиться от соседних элементов

Чугун по техническим параметрам выигрывает у стали. Однако выполнить своими руками из него теплообменник для дровяной печки представляется проблематичным. Можно лишь взять для этого старую батарею. Но здесь надо учесть, что уплотнитель между ее секциями будет выгорать в топке. А это прямой путь к потере герметичности и выходу воды в топочную камеру.

Если теплообменник решено делать из чугунной батареи, то лучше всего брать для этого модели МС-110-300 или МС-90-300. Они небольшие и спокойно разместятся в топке. Площадь поверхности нагрева у них на каждое ребро будет порядка 0,14–0,16 м2.

Исходя из этих цифр, можно прикинуть – сколько потребуется секций для конкретного контура. На каждый 10 квадратов площади дома нужно 1 кВт, что будет приблизительно равно 0,1 м2 площади нагрева теплообменника из чугуна.

Ребра чугунного радиатора обычно соединяются с применением прокладок из теплостойкой резины. В печной топке такой резиновый уплотнитель сгорит, его нужно менять на асбестовый шнур

Еще один момент использования чугунной батареи в качестве теплообменника – это проблематичность ее чистки от сажи изнутри топки. Время от времени топочную камеру необходимо чистить, а рельефные ребра «чугунки» будут этому сильно мешать.

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

змеевика из нескольких трубок;
рубашки из листовой стали.

Делают их из низкоуглеродистой стали Ст10…Ст20 с толщиной 4–5 мм. Если брать трубки, то диаметром 30–50 мм.

Сделать стальной теплообменник проще всего из листовой стали – однако у него в теплообмене будет участвовать лишь поверхность, обращенная внутрь топки к огню

Трубчатый вариант в плане теплообмена более эффективен, но он и более трудоемок в изготовлении.

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Qy=K*(Tcp-Tk)

где:

K – коэффициент теплопередачи материала (для низкоуглеродистых сталей берется 15–20, а для серого чугуна – 50);
Tcp – средняя температура нагревающей среды в топке (Tmax+Tmin)/2;
Tk – средняя температура теплоносителя (Tподачи+Tобратки)/2.

Если в печке будут сжигаться дрова, то Tcp=(700+300)/2=500 °С и Tk=(80+60)/2=70 °С. В итоге Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. То есть на квадратный метр обращенной к огню поверхности теплообменника выйдет приблизительно 7,5 кВт/час.

Для угля расчеты следующие – Tcp=(1000+600)/2=800 °С и Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.

Далее делим необходимую для обогрева конкретного дома мощность на вычисленную цифру, в зависимости от планов по использованию того или иного типа топлива.

Например, для коттеджа в 150 м2 нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м2. Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.

Если выбран трубчатый змеевик, то его длина рассчитывается по формуле:

S=2*3,14*D*L

где:

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

Параметры рубашки из стального листа вычислить еще проще, она обычно представляет собой два прямоугольника по бокам топочной камеры.

Плоский теплообменник

Популярный вариант, который используется как для печей в баню, так и для дома. Наиболее просты в изготовлении, поверхность легко чистится от скоплений сажи, установка возможна как вертикальная, так и горизонтальная, КПД относительно высок.

Плоский котел может отличаться высоким объемом, благодаря чему брать горячую воду для мытья можно прямо из отопительной системы. Производится установка расширительного бачка с увеличенным линейным размером, куда постоянно поступает вода после снижения уровня ниже критичного. Этот вариант довольно удобен и помогает решить сразу несколько задач, однако есть и условие – температура помещения зимой не должна опускаться до минуса.

Ключевой недостаток: резкое снижение теплоотдачи стенок печи. Данный вид теплообменника изготавливается в форме буквы «П» и устанавливается по периметру топки, обходя дверцу. В результате получается, что температура внешних стенок довольно низкая, в результате прогрев помещения занимает гораздо больше времени. Это критично лишь в случае, если печь устанавливается в бане, для жилых домов, где печка топится постоянно, увеличения времени прогрева на несколько часов не играет никакой роли.

Таким образом, выбирая плоский котел, подумайте, за счет чего можно увеличить скорость нагрева. Одним из вариантов является увеличение каменки и расположение ее непосредственно над топкой. Второй вариант: использование металлического дымохода для обогрева, увеличение его длины.

Установка змеевика на трубу

Это отличный и достаточно простой способ повысить КПД печки. Дымовые газы накаляют трубу до чрезвычайно высоких температур. Наружный змеевик, как и внутренний, помогает снизить температуру и несколько остудить внешние поверхности дымохода. Внешний водяной теплообменник особенно часто ставится на дымовые трубы из металла. Это отличное вспомогательное устройство для прогрева помещений малой площади.

Такой теплообменник имеет два патрубка. Верхний соединяется с трубой, идущей к накопительной емкости, нижний – с контуром отопления. Сделать такую конструкцию легко, также как и закрепить на трубе.

Простые правила эффективного теплообменника

Принцип работы печного отопления.

Если в доме есть готовая кирпичная печь, то организация водяного отопления своими руками – довольно несложная задача. Для этого достаточно поместить в топку самодельный котел в виде змеевика или любой другой формы. Главное, что необходимо учитывать при этом:

Перепад высоты между выходом жидкости из теплообменника и входом в него;
Необходимо обеспечить максимально возможную площадь его поверхности;
Теплообменник не должен мешать загрузке и горению топлива.

Если же сооружается печь своими руками, то котел для кирпичной печи можно сделать максимально эффективным. Для этого необходимо соблюсти несколько важных условий:

Продукты сгорания должны выходить из дымохода максимально холодными;
Большая теплоотдача печных газов внутри печи повышает ее КПД;
Теплообменник лучше всего помещать в дымоходе, а не в топке.

Возможно, эти правила покажутся несколько странными, ведь по логике лучше всего теплообменник должен нагреваться на открытом пламени топки. Однако необходимо учитывать и другие процессы, происходящие в печи. С точки зрения физики, пламя – это сгорающие частицы топлива. И если мы будем отбирать у этих частиц тепло, тогда они не будут сгорать полностью, что снизит полезность печи.

Схема подключение котла к отопительной системе.

Кроме того, для лучшего нагрева теплоноситель должен двигаться навстречу потоку тепла. Только таким образом сохраняется разница температур между разными частями теплоносителя, повышая эффективность нагрева и обеспечивая лучшую его циркуляцию внутри системы.

Еще одним плюсом такого расположения нагревательного бака является то, что на нем образуется меньше конденсата, что способствует отсутствию коррозии.

Применение пиролизных печей

Печи длительного горения на дровах, пеллетах или опилках часто используют для обогрева подсобных помещений и мастерских, гаражей, теплиц. Их можно использовать и для отопления дома, но при этом необходимо обеспечить герметичность печи, так как возможно выделение угарного газа.

В случае использования пиролизной печки для обогрева садового или жилого дома лучше оснастить ее водяным контуром, подключенным к радиаторам отопления, а сам отопительный агрегат установить в котельной.

В данной статье рассказывается о том, как просто сделать коптильню для холодного копчения, которая в домашних условиях поможет приготовить настоящие деликатесы из самых обычных продуктов. Узнать том, как изготовить генератор дыма для холодного копчения, можно заглянув сюда . Здесь вы найдёте самые понятные чертежи для создания эффективной буржуйки своими руками: https://gidpopechkam.ru/pechki/burzhujki-chertezhi.html

Кладка печи с котлом

Если вы решите углубиться в тему, то возможно, решите обустроить колпаковую печь Кузнецова, принцип работы которой заключается в свободном перетекании газов, что не требует дополнительной энергии извне. Чертежи есть в интернете. Здесь же будет рассказано о более простой конструкции. Итак, сначала необходимо залить фундамент, глубина которого составляет 50 – 70 см. На основу следует засыпать песок слоем 10-15 см, сверху укладывается щебень, гравий или строительный мусор, причем следует сохранить пространство 25-30 см для заливки цемента. Лучше всего раствор на фундамент готовить без использования песка, заменив его отсевом, соотношение составит примерно 1:6. Под стяжку и поверх нее следует настелить рубероид для гидроизоляции.

Затем следует сделать раствор глина + песок в соотношении 1:2,5, однако пропорции могут меняться зависимо от уровня жирности материала

Важно не оставить комки, а потому глина должна быть замочена с вечера. Если смесь сползает с мастерка, оставляя на нем небольшие полосы, то концентрация подходящая

До начала кладки необходимо выстелить рубероид по площади залитого фундамента и замазать его раствором. Первый ряд выкладывается поддоном полностью из кирпича, куда потом будет производиться кладка печи. Затем выкладывается первый ряд контура печи, затем следующий и т.д. Во время кладки вам понадобится порядовка.

Теперь делается топка, зольное отделение и поддувало. Крепление дверок осуществляется с помощью оцинкованной проволоки или полосы оцинкованной жести. Необходимо подрезать кирпич над дверцами с помощью болгарки, однако лучше всего один из них сделать клином, благодаря чему кладка не растрескается. Сделайте заранее на кирпиче выступы для котла, которые также можно вырезать болгаркой. Не стоит забывать, что по инструкции необходима ровная установка, а потому следует пользовать уровнем. Затем производится установка топки и задней части конструкции, где находится дымоход с прочисткой. Труба должна минимум на 50 см выступать над крышей.

Печи своими руками для отопления дома вы можете изготовить, не являясь в этом деле профи. Они универсальны и обладают высоким коэффициентом теплоотдачи. Большое преимущество в их автономности, поскольку они не зависят от внешних энергоисточников. Такие котлы могут иметь любые размеры в зависимости от площади отапливаемого помещения.

Встраивание печи в существующую отопительную систему

Если уже есть система отопления, ранее использовавшаяся с другим типом нагрева, к ней можно подключить печь. К примеру, она может стать заменой газовому котлу.

Современное отопительное оборудование обычно не содержит нагревательной емкости. Но, в нем имеется теплообменник, выполняющий аналогичную функцию.

Стоимость зависит от массы факторов – материала, размеров, КПД, максимально допустимой обогреваемой площади и т. д. Причем есть модели, позволяющие не только отапливать дом, но и обеспечить полноценную систему горячего водоснабжения.

Фабричные печи обычно позволяют использовать как классические дрова и уголь, так и пеллеты, представляющее собой прессованный древесный материал, применяющийся в качестве топлива.

Котел водяной из чугунных радиаторов

Для такого типа котла подойдут радиаторы М-140. Их весьма легко отыскать, так как их в больших объемах отправляют в утиль, когда меняют радиаторы на более современные или сносят старые здания. Каждая из секций такого радиатора имеет емкость в 1,5 литра, а площадь их составляет 0,254 квадрата. То есть если объединить 12 секций, то объем теплообменника составит 18 литров, а площадь — 3 квадрата. Такой котел имеет производительность на площадь до 100 квадратов. Так что для жилого дома вполне хватит.

Для того чтобы использовать радиатор необходимо его немного переделать.Изначально следует убрать своими руками прокладки из картона, расположенные между секциями. Лучшей заменой для них станет шнур из асбеста, который необходимо пропитать олифой с добавкой графита. Таким образом, прокладки будут защищены от прогорания при высокой температуре.

Кроме этого, перед началом сборки секции следует промыть изнутри с использованием 6-процентного раствора соляной кислоты, а после — вымыть их еще и водой. Это очистит трубы от загрязнений и ржавчины, которая там собралась за время эксплуатации.

Сооружение теплообменника

Схема монтажа теплообменника и накопительного бака.

Можно легко соорудить эффективный котел своими руками . Если он будет выполнен в виде бака, то необходима высококачественная сталь, которая хорошо переносит тепловые нагрузки и коррозию из-за теплоносителя. Кроме того, материал изготовления должен обладать высокой теплопроводностью, чтобы повысить эффективность системы.

Толщина стенок бака должна быть в пределах 4-5 мм, что обеспечивает его прочность с одновременным быстрым прогревом. Стандартных размеров для такого теплообменника не существует, все зависит от конфигурации существующей или планируемой печи. Главное, чтобы высота бака была не менее 500 мм для лучшей циркуляции.

Если же теплообменник будет представлять собой змеевик или другой контур из труб, то тут также есть некоторые нюансы. Трубы для изготовления подобных конструкций должны быть толстостенными и не иметь швов. Если же бесшовную трубу найти затруднительно, то необходимо проварить уже имеющиеся швы, чтобы предотвратить возможную утечку теплоносителя.

Входную трубу лучше всего располагать у верхней части конструкции, а обратка располагается в любом удобном месте. Трубы свариваются не встык, а с фасками, чтобы избежать непроваренных участков, которые будут течь в дальнейшем. Минимальное расстояние между коленями конструкции 5-6 см, чтобы нагрев каждого колена был максимальным. Перед тем как поместить такой котел непосредственно в печь, необходимо наполнить его водой и проверить наличие течей, которые оперативно устраняются.

При помещении котла непосредственно в печь стоит придерживаться уровня, однако допускаются незначительные отклонения.

Кладка дымоходной конструкции из кирпича

Схема кладка дымохода из кирпича.

Кладку надо начинать с насадной трубки. Ее следует выкладывать с соблюдением кирпичной перевязки. После этого формируется разделка (распушка). Ее нужно выкладывать из 5 кирпичей. Канал будет иметь размеры 270х140 мм. Внешние габариты разделки составляют 450х590 мм. Этого можно достигнуть благодаря вставке половинок кирпича. Чтобы соблюдать размеры канала, внутрь понадобится вставить пластинки из кирпича. В таком случае канал не будет изменяться.

Следующий ряд будет иметь размеры 650х510 мм. Внутри монтируются пластинки из кирпича толщиной 6 см. На данном этапе разделка начнет получать свою форму. В следующем ряду внешние размеры составят 710х570 мм. Внутри понадобится установить материал толщиной 9-10 см.

После этого заканчивается распушка. В следующем ряду обязательно надо соблюдать перевязку. Если нужно сделать разделку большей высоты, можно установить еще один ряд, перевязка должна быть выполнена под нижний ряд.

Для выхода стояка наружу понадобится подготовить отверстие в крыше. Далее стояк следует провести через кровлю. Остальная работа проводится на крыше.

На следующем этапе выкладывается стояк. Внимательно нужно следить за перевязкой кладки кирпича. Стояк надо выводить на несколько рядов выше кровли. После этого выкладывается выдра. Внутренние пластинки подбираются так, чтобы канал не расширялся.

После этого понадобится сформировать шейку и оголовок. Действия будут такими же, как и в случае возведения разделки.

Выгоды от совмещения двух систем

Традиционная печь-каменка состоит из топочной камеры, колосников, зольника и каналов для отвода дыма. Все атрибуты привычной русской печки известны каждому деревенскому жителю. Современные печи-котлы визуально практически не отличаются.

А вот характеристики им присущи другие:

Обычная сельская печка за один час полноценной работы может продуцировать немногим более 6500 ккал тепла. Этой энергии хватит для создания комфортного микроклимата в домике небольших размеров. К примеру, такой способ отопления подойдет для дачи.
Если же установить водяной котел, то его производительность будет больше в 2,5 раза. Естественно, что площадь обогреваемого помещения тоже возрастет пропорционально. Количество топлива сжигается то же самое. А экономия достигается за счет улучшения отбора тепла. То есть — меньше теплых газов выбрасывается в атмосферу.
Далее выясняется очень важный нюанс. Если совместить конвекционную (печь) и водяную (котел) системы отопления, то эффективность возрастает кратно. Дело в том, что когда обе системы работают, их производительность суммируется. Другими словами, тандем двух способов отопления вырабатывает около 21000 ккал за час работы. Этого вполне достаточно для обогрева порядка 300 квадратных метров жилой площади.
Положительным моментом данного способа теплообеспечения является доступность энергоносителей. В большинстве случаев используются дрова или же их комбинация с углем. Стоимость данных видов топлива невысока, а приобрести их не составляет особой трудности.
Печь не нужно топить постоянно. Топливо закладывают 2 раза в день. В доме создается комфортный микроклимат вне зависимости от температуры за окном.
Если коэффициент полезного действия традиционной печки не доходил даже до 50%, то комбинированный вариант достигает 85%. А для дровяного отопления это почти идеальный показатель.
Цена материалов невысока. Стоимость обычно формируется за счет монтажных работ.

Как работает система

Простейший водяной контур — с естественной циркуляцией потока воды. Его основа — простое физическое явление: расширение жидкостей при их нагреве. Узлом, создающим давление, является расширительный бак (емкость для сбора воды), устанавливаемый в чердачном помещении, мансарде.

Водяной контур — это замкнутая система. Котел нагревает находящуюся в ней воду и она, расширяясь, направляется по трубе в накопительную емкость. Движение осуществляется под давлением, создаваемым постоянно поступающей в котел остывшей водой, прошедшей через всю систему. Кипяток из расширительного бака самотеком направляется вниз по трубам, ведущим к батареям. Отдав тепло, возвращается в бак и снова нагревается.

Значительно увеличить давление в системе, ускорить циркуляцию теплоносителя поможет установка насоса. При средних температурах воздуха на улице, его можно отключить и контур будет функционировать на естественном движении воды. Это позволит сэкономить на счетах за электроэнергию. Вода в насос поступает при закрытом обратном клапане. Отключая его (оставляя открытым), весь объем теплоносителя направляют в обход насоса.

Такую печь можно загружать не только дровами или каменным углем. При использовании альтернативных видов топлива существует возможность усложнить строение системы, дополнив ее:

баком для хранения гранул;
механизмом, подающим паллеты в топку (пневматическим или шнековым).

Облегчить эксплуатацию печи можно путем установки автоматической системы регулирования ее работы, принудительной вентиляции.

Правила, которые нужно знать при возведении дымохода

Схема устройства кирпичного дымохода.

Конструкция для твердотопливных котлов изготавливается вместе со стенками частного дома. Данные элементы сооружаются по единому принципу, при этом не имеет значения, будут каналы использоваться в качестве вентиляционных или дымовых. Под дымоход обязательно понадобится построить основание. Устройство основания можно выполнить из кирпича или бетона.

Во всех случаях подготавливается проект основания. В процессе проектирования нужно учитывать, что его высота должна составлять минимум 30 см, а ширина должна быть такой, чтобы конструкция основания выходила за границу дымоходного устройства на 15 см или более. Если дымоход изготавливается в качестве элемента внешней стенки, то нужно знать, что нижняя часть основания дымохода должна размещаться на нижнем уровне основания стенки.

Особое внимание в процессе сооружения дымоходных конструкций надо обратить на качество герметичности. Чтобы сделать долговечный кирпичный дымоход, понадобится соблюдать правила

Укладка материала должна производиться так, чтобы швы перекрывались элементами следующего ряда. В большинстве случаев используется такая же смесь, как и для сооружения несущих стенок конструкции.

В процессе изготовления дымохода для твердотопливного котла надо учитывать то, что его внутреннее основание должно быть гладким.

Следовательно, при выполнении строительных работ нужно использовать шаблон. Стены между элементами должны быть толщиной минимум в полкирпича. Для элементов вентиляции толщина перегородки должна быть в 2 раза меньше.

В конце понадобится сделать оголовок. Крайние части элемента должны выступать за пределы конструкции на 10 см или более. Выходы вентиляционных каналов надо создавать под оголовком, в большинстве случаев используется 2 стенки, которые размещаются одна напротив другой. Данный метод размещения позволит предотвратить задувание воздуха.