Как сделать печное отопление в частном доме с воздушным или водяным контурами

Виды дровяных котлов

Дровяной котлоагрегат — высокоэффективное нагревательное оборудование, устанавливаемое в качестве источника теплоснабжения в автономных системах с целью поддержки санитарно-гигиенических условий проживания в домах средней и малой площади.

Данные установки снабжены особыми предохранительными компонентами, обеспечивающие безопасность эксплуатации. Агрегаты работают в диапазоне КПД от 70 до 80%.

Модификаций котлов довольно много. Источник фото: remoo.ru

Классификация котлов на твердом топливе:

Классические котлы непосредственного горения. Не обращая внимания на тот факт, что они значительно уступают последним устройствам по продолжительности работы от 1 загрузки, они все же пользуются популярностью благодаря низкой цене.
Котлы верхнего горения обладают цилиндрической формой и оборудованы специализированной телескопичной трубкой для воздуха. В связи с тем, что и процесс горения протекает вверху топочной камеры, новую порцию топлива можно добавить после сгорания предыдущего слоя.
Котлы нижнего горения имеют особенно продуманную и действенную конструкцию шахтных котлоагрегатов с длительным горением нижнего слоя. Это дает возможность, в какой угодно период работы произвести засыпку дров в топку.
Пиролизное устройство – газогенераторный котел на дровах с 2-мя камерами сгорания. В первой проходит первичное горение с дефицитом кислорода, запускающего процесс пиролиза и генерацию газа. Вторая — для полного сгорания синтез-газа. Такая конструкция дает возможность увеличить время функционирования котла на одной заправке дров.
Пеллетные котлы – выпускаются для работы на прессованных либо гранулированных древесных отходах и укомплектованы особым бункером, из которого топливо поступает в камеру сгорания с помощью шнека.

Принцип работы

Кроме печи, нагревательным элементом системы с водяным контуром, является теплообменник, который встраивается в топку или дымоход. Вода, проходящая через регистр, нагревается, а затем поступает в трубы и радиаторы, отдавая тепло. За счет разницы температур на входе и выходе из теплообменника жидкость циркулирует в контуре.

Для оптимальной работы в систему встраивают циркулярный насос, который позволяет более равномерно распределить нагретую жидкость по трубам.

Водяной контур необходимо отпрессовать и удалить воздух. Нагреваясь, вода увеличивается в объеме и чтобы система не взорвалась необходимо предусмотреть расширительный бочок. При использовании контура закрытого типа, резервуар может быть в любом месте, в открытой системе расширительный бочок устанавливается максимально высоко.

Для стравливания давления в системе, в ней должен быть предусмотрен автоматический воздухоотводчик для выпуска лишних газов из теплоносителя и предохранительный клапан. Устройства можно объединить в комплекс безопасности, включив в нее манометр.

Таким образом, если включить в систему обогрева дома печь длительного горения на дровах из кирпича с водяным контуром можно существенно сэкономить на отоплении.

Важно! Наличие водяного контура необходимо учитывать на этапе проектировании системы отопления в доме

Покупать или строить?

В продаже имеются только металлические печи с водяным контуром. Фундамент и разгром в доме для установки металлической печи не нужны, но и полезными качествами кирпичных она не обладает. В энергоэффективном доме (см. далее) можно ставить только металлическую печь. Выпускают такие многие печные фирмы, в т.ч. зарубежные ABX (Чехия), MBS (Сербия), EdilKamin (Италия). Тут, во-первых, нюанс: не спутайте с банной печью, снабженной водогрейкой для ГВС; для отопления банные печи непригодны. Отличия, если в спецификации не указано, что печь именно отопительная – банная печь всегда с каменкой. Второе – та же печь, но с водяным контуром, в продажу часто идет как котел. Как отличить от настоящего котла? По наличию варочной поверхности и топочной дверцы со смотровым стеклом. Котел не предназначен для посиделок у огонька. Третье – EdilKamin построены по схеме с водяной рубашкой и не предназначены для использования в качестве основных отопительных приборов; это фактически печь-камин с водяным контуром, см. ниже. И, наконец, российские печи с водяной рубашкой Бренеран (признак – «Аква» в названии) должны устанавливаться в нежилом помещении или в отдельной котельной, но для дачи Бренераны самое то: именно Бренеран Акватэн стоит до 20 000 руб. (без доставки). О других отечественных печах с водяным контуром см. видеообзоры:

Видео: обзоры печей с водяным контуром

Кроме того, если вы намерены купить печь для водяного отопления, учтите:

Для фабричных печей с водяным контуром действительны все указанные далее эксплуатационные ограничения;
Если отопительный котел часто продается с полным комплектом штатной обвязки, то печь – всегда без нее. Подбор и монтаж обвязки – особая непростая тема, а ее стоимость может перекрыть разницу в цене печи или котла;
В продаже имеются также каминные топки с водяным контуром. Это ни в коем случае не основные отопительные приборы, что бы там не обещали в рекламе! Каминная топка с водяной рубашкой (как и печь EdilKamin) включается в действующую локальную (домовую) СО с котлом для экономии штатного топлива или в СО энергоэффективного дома, см. далее.

Видео: об опасности камина с водяным контуром

В целом, если ваш дом с подвалом, в первую очередь нужно рассмотреть вопрос о приобретении и установке котла. Подвал всегда даст возвышение регистров над отопительным прибором, необходимое для построения простой, недорогой и энергонезависимой гравитационной СО (см. далее). Тепло от печи (камина) без водяного контура для стряпни и/или любования огоньком под коньячок с икоркой даром не пропадет: автоматика котла его «учует» и сэкономит штатное топливо.

Разновидности регистров

Регистры отличаются материалом исполнения. Они изготавливаются из металлических листов, профильных или круглых труб профильного сечения. Нашли свое применение и детали комбинированного типа.

Дровяную печь с водяным контуром можно врезать в готовую систему отопления

Способ монтажа и непосредственное месторасположение теплообменника обуславливается его формой:

Стальные регистры разрешается располагать непосредственно в топочной камере с высокими температурными показателями. Обычно они изготавливаются из листового материала толщиной до 4 мм и сочетаются с трубами диаметром до 50 мм для обеспечения подающего и обратного тока воды. С целью предотвращения образования воздушных пробок верхняя трубка, через которую подается теплоноситель, располагается в самой высшей точке радиатора. В противном случае при образовании парового пузыря может произойти гидроудар, что с большой вероятностью приведет к поломке всей отопительной конструкции. Закипание теплообменника предотвращается при создании внутреннего зазора от 30 мм и более.
Трубные устройства изготавливаются из круглых приспособлений (диаметр — 40-50 мм) и профильных конструкций прямоугольного типа (сечение 40-60 мм). Такие радиаторы также могут помещаться в топку, но если только они не выполнены из меди. Недопустимо перегораживание ими печной дверцы, дымооборотных каналов, колосников и прочих функциональных деталей. В отопительно-варочной установке трубы обогрева проходят только параллельно боковым поверхностям.
Плоские изделия трубчатого типа обычно устанавливаются в дымооборотные каналы с более щадящими температурными показателями. В таких условиях обеспечивается их продолжительный эксплуатационный срок. Отличаются радиаторы большими размерами, располагаются в зонах с низким теплосъемом. Их габариты просчитываются заранее и тщательно. Недопустимо в процессе монтажа и эксплуатации печки загромождать выход для дыма.

Регистры можно сделать своими руками

Типы систем

Печь с принудительной циркуляцией эффективнее и быстрее прогревает помещение

Печь из кирпича с котлом водяного отопления, сделанная своими руками или покупная, может работать на системе с принудительной или естественной циркуляцией. У каждого из двух типов есть свои особенности и различия, которые нужно учитывать.

Принудительная циркуляция

Система такого типа дополняется циркуляционным насосом, который отвечает за перемещение носителя тепла по печным трубам. Благодаря подключению системы к электричеству уровень напора в радиаторе можно контролировать при помощи вентилей. Это также дает возможность снижать количество топлива для нагревания теплоносителя. Принудительная циркуляция достаточно экономична, но ее главный недостаток – зависимость от электропитания. В случае отключения электричества она не будет работать.

Естественная циркуляция

При естественной циркуляции нельзя регулировать температуру, вдобавок система сложна в монтаже

Система с естественной циркуляцией работает на основе применения законов физики. В процессе функционирования теплоноситель перемещается по трубам из-за различий плотности холодной и горячей воды. Главное преимущество системы – энергонезависимость, поэтому ее часто создают в домах, где возникают перебои с электроэнергией. Из ее недостатков отмечают необходимость использовать тяжелые трубы из металла, например, чугунные, которые сложно монтировать. Также в системе нет возможности регулировать уровень прогрева каждого помещения.

Газогенераторные печи

Газогенераторные печи имеют целый ряд отличительных особенностей:

Газогенераторные модели

Экономичность. На одной закладке топлива печь работает около 12 часов.
Компактные размеры.
Высокий КПД — около 85%.
Возможность регулировки интенсивности горения.
Возможность применения разных видов топлива.
Простота подключения водяного контура.

Казалось бы, выбор в пользу газогенераторных печей очевиден. Но прежде чем устанавливать подобную модель, нужно оценить еще ряд нюансов:

Существенные требования к обустройству дымохода.
Высокая вероятность образования конденсата на стенах дымохода.
Ручная регулировка, к которой нужно привыкнуть. Только в этом случае можно достичь всех вышеперечисленных преимуществ.
Можно использовать разные виды топлива, но есть ряд требований, несоблюдение которых может привести к ухудшению качества отопления.

Совмещение водяного и печного обогрева

У классического древесного дома с наличием печного отопления имеется один немаловажный недостаток: помещение прогревается обогревателем крайне неравномерно. Над печкой и вблизи нее постоянно находится прогретый воздух, а в помещениях вдали от нее холодно. По этой причине в больших домах приходится делать по нескольку печей, чтобы обеспечивалась равномерная тепловая подача.

Однако, водяное и печное отопление в частном доме можно и совместить. Для этого привычную традиционную печь из кирпича снабжают регистром, то есть теплообменником из пластиковой стали или из труб, который напоминает по форме змеевик.

Он располагается в основании дымохода или в топливном помещении, а вода внутри него нагревается от печного тепла. Затем по трубам вода поступает в радиатор, равномерно прогревая здание дома. Такая система обладает несколькими неоспоримыми преимуществами:

Равномерность и эффективность прогрева. Можно расположить радиаторы в каждой комнате, обеспечивая ее постоянным теплом во время топки. Так как дом из древесины сам по себе держит тепло неплохо, к тому же его можно еще и обогревать, то такая обогревательная система будет вполне эффективной.
Абсолютная независимость. Центральный газопровод есть не везде, к тому же, нередки для сельской местности перебои с электричеством. В связи с этим зимой вдруг можно остаться без тепла в самый неподходящий момент. Дровяное или угольное отопление зависит лишь от пожелания владельцев дома. Классическая печь может служить на протяжении десятков лет, не создавая каких-либо перебоев подачи тепла, если заранее запасено топливо.
Для загородного дома с печным отоплением не требуется дополнительных затрат на обслуживание техники профессионалами. Для русской печи требуется только периодическое прочищение топки от сажи и золы, остальная же система будет работать бесперебойно.

Хотя у печного отопления имеются и определенные недостатки: такой вид отопления довольно пожароопасен, поэтому необходимо строга соблюдать все меры защиты дома. Не допускается передвижение таких обогревателей. Этот вариант нельзя назвать мобильным. Он не приемлем для двухэтажных домов, так как необходимо будет соорудить дополнительную печь, что будет стоять довольно дорого.

Печное отопление в деревянном доме, которое совмещено с водяным контуром дает возможность сэкономить на расходах топлива, хотя нужно будет протапливать печь ежедневно. Еще один из немногих минусов данной системы заключается в ее невозможности работы без непосредственного контроля и участия людей.

Котел на дровах и электричестве

Производители дровяных котлов для защиты интересов потребителей решили модифицировать их и устранили основной недостаток — значительное снижение температуры теплоносителя в системе между сеансами топки.

В систему электро дровяных котов был интегрирован электрический нагрев, таким образом, получились котлы с комбинированным нагревом.

Подобные тепловые источники соединяют все достоинства электрического и дровяного отопления в одном устройстве, в которых очень заинтересованы потребители.

Агрегаты на дровах и электричестве также хорошо работают в паре с бойлером косвенного нагрева и могут подогревать воду в ночное время по дифтарифному учету, тем самым, делая такую систему нагрева чрезвычайно экономной.

Преимущества и недостатки

При утепленных стенах температура при одной закладке дров держится весь день

Печи длительного горения используются многими хозяевами уже на протяжении десятка лет. Это связано с их положительными сторонами:

Высокий КПД. Для обогрева достаточно одной топки. При правильно выставленных настройках и хорошем утеплении здания оптимальная температура может удерживаться весь день.
Простота и удобство использования и регулировки.
Несложный монтаж, который можно произвести самостоятельно.
Компактность.
Широкий ассортимент.
Мощность некоторых моделей позволяет обогревать внушительные по площади дома.
Эстетичный внешний вид.
Высокий уровень безопасности.
Неприхотливость. Необходимо очищать зольник раз в несколько дней от остатков горения. Один-два раза в год чистится дымоход.

Срок службы обычно составляет 10 лет. Но при соблюдении условий эксплуатации и проведении профилактической чистки труб дымохода время пользования может возрасти.

Для корректной работы прибора требуется утепление дымохода

Основные недостатки:

В случае неправильных настроек пиролиз может быть неэффективным. Чтобы это исправить, нужно отрегулировать режим работы.
Необходимость утепления дымохода. В ином случае на трубах будет образовываться сажа, которая засоряет дымоход и мешает отводу продуктов горения.
К топливу предъявляются требования. Дрова должны быть сухими, чтобы процесс проходит эффективно. Остаточная влажность не должна превышать 20%.

Плюсы и минусы различных теплообменников

Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет. Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов. Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.

Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:

При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке. Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.

Разновидности сварных регистров

Экономайзер (слева) и обычный бачок для монтажа на дымоход (справа)

Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов. А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С. Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки. Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.

Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет. И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел. Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.

Железная печка конструкции Бутакова с конвекционным кожухом и водяным контуром на задней стенке топливника

Оригинальная конструкция наружного теплообменника с импровизированным экономайзером продемонстрирована на видео:

Самые надежные и экономичные дровяные котлы

Дрова сгорают довольно быстро. Чтобы продлить это процесс, как можно дольше, добиваются процесса тления топлива. Для этой цели выполнены особые топочные конструкции, которые позволяют на одной загрузке работать от 4-х часов.

Получились очень недорогие востребованные конструкции котлов: Эван WARMOS-TК-12,0 и Лемакс Форвард-12.5.

Основные характеристики Эван WARMOS-TК-12,0:

Страна бренда — Россия.
Производство — Россия.
Теплопроизводительность на дровах — 9 кВт.
Тип котла — энергонезависимый.
Количество контуров — одноконтурный, отопление.
Топка — открытая.
Автоматика — по воздуху.
Металл теплообменника — стальной.
Время сгорания дров – 5 часов.
Дымоход – 114 мм.
Габариты – 620х440х930 мм.
Вес – 250 кг.
Гарантия – 1 года.
Цена – 20.500 руб.

Основные характеристики Лемакс Форвард-12.5:

Страна бренда — Россия.
Производство — Россия.
Теплопроизводительность на дровах — 12 кВт.
Тип котла — энергонезависимый.
Количество контуров — одноконтурный, отопление.
Топка — открытая.
Автоматика — регулировка уровня питание горелки воздухом.
Металл теплообменника — стальной.
Время сгорания дров – 4 часа.
Дымоход – 140 мм.
Габариты – 121х109х917 мм.
Вес – 70 кг.
Гарантия – 3 года.
Цена – 16.500 руб.

Способы решения задачи

Очевидно, что для подогрева теплоносителя и подачи его в радиаторную систему дровяную печку нужно снабдить дополнительным теплообменником. Есть два пути: приобрести для дома готовую металлическую либо чугунную печь длительного горения со встроенным водяным контуром, либо изготовить ее своими руками. Мы изначально идем по второму пути — прикладываем труд, но экономим средства.

Существует несколько разновидностей самодельных теплообменников и вариантов их монтажа:

Бак – котел, встраиваемый прямо в топливник или в один из дымоходных каналов.
Регистр, сваренный из труб, иногда – в виде змеевика. Тоже ставится внутрь камеры сгорания либо в газоход.
Теплообменник самоварного типа (техническое название – экономайзер). Устанавливается сугубо на дымоход для отбора теплоты у отходящих газов.
Полноценная водяная рубашка. В упрощенном исполнении подобная печь-камин с водяным контуром показана выше на схеме.

Бак-котел для нагрева теплоносителя

Водяной контур можно изготовить из таких материалов:

черная или нержавеющая сталь;
чугун;
медь.

Стальные теплообменники практичны и недороги, а потому наиболее популярны. Цена меди слишком велика, а вот температура плавления – низкая, отчего при горении угля подобная конструкция может «поплыть». Что же касается чугуна, то самостоятельно отлить из него регистр не получится, разве что вмонтировать в газоход старую отопительную «гармошку» МС-140, как показано на фото. Но помните: батарея моментально лопнет при подаче холодного теплоносителя в раскаленную печку либо в результате замерзания воды во время длительного простоя.

Устройство водяного отопления

Расширительный бачок закрытого типа в системе печного отопления с водяным контуром

Выбор печи и сооружение всей системы осуществляется еще на этапе планирования и возведения самого дома. Для большинства моделей требуется сооружение дополнительного фундамента. Отопление на основе печи с водяным контуром состоит из таких компонентов:

печной конструкции;
теплообменника (он располагается внутри топки или вокруг нее, а также в форме змеевика вокруг дымохода);
контура с теплоносителем, радиаторов;
расширительного бака, который лучше располагать на чердаке.

В отдельных случаях контур отопления оснащается циркуляционным насосом. Установка аккумулятора тепла позволит увеличить КПД печки.

Выбор труб

В печи трудно контролировать температуру воды, поэтому трубы выбирают металлические

Использование печи с водяным контуром для отопления дома предусматривает применение радиаторов и труб. Подходят не только чугунные или стальные элементы, но и металлопластиковые, полипропиленовые. Однако тут есть некоторые особенности. Так как для отопления используются дрова и присутствует открытое пламя, жидкость в змеевике может закипеть. В таких условиях металлопластиковые трубы не выдерживают длительное время. Лучше применять изделия из нержавеющей стали.

Еще одной причиной выбора металлических труб является то, что патрубки, которые выходят из печи, сильно разогреваются. В таких условиях пластиковые изделия расплавляются. Трубы, которые подсоединяются непосредственно к патрубкам, должны иметь диаметром 3 см. Для остальных элементов этот показатель составляет 2 см.

Выбор печки

Универсальная печь с варочной поверхностью и отопительным контуром

Выбрать отопительный прибор можно с учетом технических параметров и назначения устройства. По второму признаку устройства бывают:

Для отопления. Вырабатываемая тепловая энергия идет только на обогрев помещений. В печи такого типа устанавливается бак-теплообменник.
Для приготовления пищи и обогрева жилья. Конструкция аппарата предусматривает дополнительный отсек. Над топочной камерой расположена духовая. Теплообменник может располагаться по бокам топки. На небольших печках может присутствовать только конфорка.

Из технических характеристик учитывается площадь дома, используемое топливо и материал изготовления. Первый параметр предусматривает, что на каждые 10 кв.м. площади сооружения требуется 1-1,2 кВт энергии. При этом высота потолка 2,5-2,7 м.

В виде топлива применяется уголь, торф, пеллеты, дрова. Все они имеют различные характеристики: при сгорании одного и того же объема выделяется разное количество тепла. Также учитывается стоимость топлива и его доступность.

Для изготовления печи используются следующие материалы:

Кирпич. Такой вариант имеет большой вес и габариты, поэтому требует дополнительного фундамента при обустройстве. Данная конструкция отдает тепло равномерно и долго. Для кладки печи-камина нужен специалист. Однако кирпичная кладка идеально вписывается в любой интерьер, создает особую атмосферу и уют.
Чугун. Для этого материала характерен быстрый нагрев, но он тяжелый и более хрупкий, чем другие. Тут не требуется сооружение отдельного фундамента.
Сталь. Представленный вариант пользуется популярностью, так как он легкий, долговечный. Теплоноситель в нем нагревается быстрее.

Теплообменник для топки

Теплообменник самодельный для кирпичной печи

Теплообменник – основной элемент печи, поэтому к выбору нужно подходить ответственно. Он может монтироваться в топку, но всегда существует риск утечки теплоносителя. Безопасным вариантом является монтаж теплообменника в колпак дымохода. Данный элемент имеет разную форму и материал изготовления:

Из листовой стали. Его можно устанавливать прямо в топку. Толщина материала – 3-4 мм. К нему подводится 2 трубы. Верхняя должна подключаться в самой верхней точке обменника. Внутренний зазор этого элемента не должен быть меньше 3 см. В этом случае можно избежать закипания теплоносителя.
Из труб. Элементы могут быть круглыми или прямоугольными. Трубу тоже разрешается устанавливать в топке. Все зависит от конструкции печи. Главным требованием является установка теплообменника так, чтобы он не загораживал дверцу, а закладка дров была свободной.
Плоский регистр. Такой вариант чаще устанавливается в дымоходном канале. Теплообменник может прослужить долго, так как он не эксплуатируется в агрессивных условиях. Имеет большие размеры.

Правильный выбор теплообменника обеспечит максимальную производительность печки.