Правила безопасности эксплуатации печей с водяным контуром
Чтобы обеспечить исправную работу печи с котлом, рекомендуется соблюдать важные правила безопасности, а также рекомендации по уходу за оборудованием:
- Устройства с водяным отоплением должны эксплуатироваться под надзором человека. Это относится к закладке топлива и регулярной чистке камеры от сажи и золы.
- Безопасная работа печи предусматривает контроль над дымоотводными каналами. Перед началом топки необходимо проверять техническое состояние каналов и положение задвижек. В момент разведения огня задвижки должны быть полностью открытыми.
- Подобная система рекомендована к использованию в зимний период, когда требуется обеспечить быстрый нагрев помещений и горячее водоснабжение. Использование печи с водяным контуром летом только для приготовления пищи и подогрева воды нерационально. В этом случае рекомендуется выбрать более экономные тепловые источники.
- Открытый огонь приводит к чрезмерному нагреву печной конструкции, что может стать основной причиной поломки теплообменника.
- При использовании самодельной системы отопления можно установить насосную установку для нагнетания жидкости и приборы для контроля над уровнем давления.
Выбор типа печи
По определению, печи для загородного дома должны отапливать всё жилые помещения в доме при самой холодной погоде. Для этого печь должна компенсировать потери тепла в зимнее время.
Для определения тепловых потерь в холодное время года нужно знать объём жилых помещений, размер и количество оконных и наружных дверных проёмов, какие будут межкомнатные двери, тепловые характеристики ограждающих конструкций, полов и перекрытий чердака.
Существует правило по которому:
Для выбора печи частного дома нужно узнать теплоотдачу печи в цифрах. Принято, что квадратный метр свободной печной поверхности отдаст 500 ккал в час. То есть печка занимающая квадратный метр пола может обогреть 35 кв. метров жилых помещений дома.
Как подобрать или рассчитать размеры печного котла
После того, как вы выбрали вид теплообменника, необходимо определиться с его размерами. С одной стороны его габариты должны соответствовать размеру места, куда он будет установлен.
Кроме этого, необходимо знать требуемую мощность печного теплообменника. Как ее определить?
Она зависит от тепловой мощности системы водяного отопления, необходимой для обогрева дома, которая в свою очередь зависит от теплоизоляционных свойств его наружных конструкций и максимальной отрицательной температуры наружного воздуха зимой. Упрощенно можно ориентироваться на средний показатель: 10-12 кВт на 100 м2 площади дома.
Как же вычислить необходимую площадь печного котла, для обеспечения такой тепловой мощности? В среднем, принято считать, что для обеспечения тепловой мощности 5-10 кВт необходимо около 1 м2 теплообменной поверхности котла. Величина этого показателя зависит от температуры горячих газов, соприкасающихся с теплообменником и температур воды (теплоносителя) на его выходе и входе, что в свою очередь, в значительной степени зависит от режима топки и вида топлива.
Полную мощность теплообменника можно вычислить по формуле:
Q=SQуд,
где: Qуд – его удельная мощность, ккал/час; S – его полезная площадь (соприкосновения с нагревающей средой), м2.
Удельную мощность можно вычислить по формуле:
Qуд = k(T-t)S,
где: k=12 ккал/час на 1°С – коэффициент теплопередачи «газ-вода» через стальную поверхность; Т = (Tмакс+Tмин)/2 – средняя температура нагревающей среды (пламя, газы), °С; t = (tмакс+tмин)/2– средняя температура теплоносителя (вход+выход/2), °С.
Если печь будет работать периодически (около 2 часов) на дровах, то средние температуры среды и теплоносителя будут максимум: 500 и 70°С соответственно и с 1 м2 теплообменника в этом случае можно будет получить максимум 6 кВт тепловой мощности.
Если печь будет работать на угле и постоянно, то средние максимальные средние показатели среды и теплоносителя могут быть: 800 и 70 °С соответственно. В этом случае с 1 м2 площади печного котла можно будет снять около 10 кВт.
Если известна общая требуемая тепловая мощность котла и режим топки (а значит и удельная его мощность), то вполне можно определить, какую полезную площадь поверхности он должен иметь:
S =Q/Qуд, м2.
В зависимости от того из какого материала будет изготавливаться теплообменник, можно подсчитать, сколько потребуется труб или листового металла, чтобы обеспечить такую площадь соприкосновения с нагревающей средой. При этом в расчет берется только та поверхность, которая будет непосредственно контактировать с горячими газами или пламенем.
Например, если печной котел будет изготавливаться сплошным (только из листового металла), то в расчет следует принимать только внутреннюю его поверхность. Если же он будет изготавливаться из труб, то практически вся их поверхность будет участвовать в теплообмене (их длина х диаметр х 3,14). При комбинировании разных материалов, необходимо будет вычислять площадь соприкосновения с нагревающей средой каждого элемента отдельно, а потом суммировать.
Если необходимо увеличить тепловую мощность котла при тех же габаритных размерах, можно в его конструкцию добавить дополнительные элементы (например, трубы). Если же его мощность получается слишком большой, то можно уменьшить его длину. Другими словами: в каждом конкретном случае необходимо делать расчет и корректировку размеров регистра, привязывая их к размерам и конструкции самой печи, а также мощности системы водяного отопления дома, которую придется обеспечивать тепловой энергией.
Изготовление своими руками
После того, как подобран вид печного котла, материал и сделан расчет размеров можно приступать к его изготовлению своими руками
При этом необходимо обратить внимание на качество сварочных работ. Оно должно быть на высоком уровне, так как данный агрегат будет эксплуатироваться в достаточно агрессивной среде, а для того чтобы выполнить его ремонт, скорее всего, придется разбирать печь или ее часть
Поэтому, если вы не уверены в своих способностях сварщика, то лучше эту работу поручить опытному специалисту, предварительно заготовив все необходимые элементы конструкции.
После выполнения сварочных работ необходимо заполнить регистр водой, проверить нет ли протечек и выполнить его опрессовку при давлении, превышающем рабочее в системе отопления, как минимум, в 2 раза.
Ответы на часто задаваемые вопросы
Вопрос: Что представляет собой и как работает печь-камин?Ответ: Это обычный отопительный агрегат, функционирующий на дровах и имеющий в своей конструкции водяной теплообменник, который нагревает проходящий через него теплоноситель.
Вопрос: Стоит ли для полноценного отопления дома пользоваться только печью-камином?Ответ: Это можно делать при крайней необходимости. Все же для гарантированного обогрева большого дома нужно использовать и котел, функционирующий беспрерывно от электричества или газа, либо твердотопливный агрегат, который может функционировать длительное время и выделять большое количество тепла. Ведь для поддержания постоянной работы печи-камина требуется много дров, которые нужно подкидывать в топку ежечасно в любое время суток. Понятно, что не каждому это под силу.
В: Есть ли необходимость в приобретении печи-камина?О: Конечно. В том случае, когда не хватает тепла в некоторых комнатах, термокамин обеспечит их обогрев. Совместное использование этого устройства с другими типами отопительных агрегатов способно улучшить прогревание большого дома, экономя при этом более дорогие виды топлива (газ, электричество, солярку). Уместно сочетать печь-камин с водяным контуром и котел, работающий от электроэнергии по ночному тарифу. Соответственно, ночью будет использоваться энергия котла, днем же можно протапливать термокамин дровами.
В: Как зависит работа отопительной системы от количества воды, заливаемой в расширительный бак?О: Скорость движения жидкости по трубам обуславливается ее объемом. Система будет рационально функционировать при должной инертности теплоносителя. Таким образом, чрезмерное количество воды тормозит нагревание труб, соответственно, радиаторы медленно отдают тепло в окружающее пространство. Большой объем жидкости негативно сказывается и на скорости ее остывания. В то же время меньшее количество воды способствует тому, что процессы нагрева труб и их остывания будут происходить быстрее. Однако при этом следует поддерживать объем теплоносителя в пределах 50 л, ведь при наличии в системе небольшого количества воды может произойти ее закипание.
В: В продаже имеются устройства медленного горения, которые при одной закладке дров работают до 12 часов. Может ли печь-камин функционировать в таком же режиме?О: Суть работы устройств, в которых поддерживается процесс медленного горения, сводится к тому, что печи горят долго, но выделяют мало тепла. Объясняется это просто. Связка дров может отдавать определенное количество энергии быстро с большой мощностью либо медленно с маленькой. В обоих случаях дому будет отдано одинаковое количество тепла. При плавном горении камина с водяным контуром в системе поддерживается невысокая температура, что влечет за собой образование конденсата. Такое явление крайне нежелательно, поскольку относится к химически агрессивным факторам, провоцирующим разрушение дымового канала, постепенное снижение тяги и выход агрегата из строя.
Какие преимущества и недостатки имеет печное отопление?
Не нужно сбрасывать со счетов этот вид обогрева помещения. Его главные плюсы:
- Экономия денежных средств. Многие виды отопления требуют существенных затрат. Обогрев при помощи печи прост в установке и экономичен в эксплуатации.
- Небольшая металлоемкость. Минимальной ее назвать сложно, но по сравнению с другими установками она однозначно практична.
- Не нужна специальная вентиляция, кроме дымохода.
Минусы печного отопления:
недостаточный уровень комфорта:
нестационарный режим подачи тепла;
затруднения с доставкой топлива;
сложности с выполнением процесса топки;
неудобства при уборке продуктов сгорания;
риск отравления угарным газом по неосторожности.
Сложно писать о печном отоплении исключительно в позитивном ключе. При правильном его использовании оно станет незаменимой тепловой коммуникацией в жилище. Однако стоит помнить, что такой вид обогрева подразумевает наибольшее скопление теплого воздуха в помещении исключительно в верхней его части. Читать про типы печей для дома.
Требования пожарной безопасности к печному обогреву дома
Перед установкой печи следует заранее подумать о пожарной безопасности, так как во время топки печка будет нагреваться до высокой температуры. Во избежание пожара при монтаже печки нужно соблюсти следующие меры безопасности:
- Печь необходимо устанавливать на некотором расстоянии от стены. Во-первых, не будет прямого контакта со стеной, особенно, если поверхности деревянные. Каменные стены будут дополнительно остужать печь, что скажется на расходе топлива. Во-вторых, нагреваться будет воздух в этом промежутке, а не сама стена;
- Стены в месте установки печи следует дополнительно обшить негорючим материалом. Для этих целей идеально подходит листовой шифер. Он плохо проводит тепло и не воспламеняется. Обшивать следует все стены в местах, где будущая печь будет даже косвенно соприкасаться со стеной.
Материалы для постройки
При выборе материалов руководствуются двумя принципами. Первый решает декоративную сторону вопроса, второй носит сугубо практическую задачу.
Топка
К примеру, для топки часто берут кирпич, отличающийся высокими огнестойкими характеристиками. Подходит также бетон огнеупорного типа.
Дымоход
Дымоход делают из полнотелых кирпичей, применяя песчано-цементный раствор. Сама конструкция выстраивается при возведении постройки, а не после, как многие думают.
Хотя дымоходы из кирпича тяжелее, их использование более целесообразно, нежели асбоцементные изделия, которые обладают отличной термической устойчивостью, стоят меньше денег и легче по весу. Несмотря на преимущества, экологические свойства асбоцемента оставляют желать лучшего.
В качестве альтернативного материала для изготовления дымохода можно выбрать металл. Его преимущество – легкая установка, недостаток – высокая стоимость. Существуют еще дымоходы из так называемого шамота. Это обыкновенная керамика, обладающая хорошей способностью противостоять огню.
Когда делают дымоходы, тщательно следят за тем, чтобы их поверхность сохранялась гладкой. С учетом этой особенности кладут абсолютно все виды печей. Гладкая поверхность препятствует скоплению большого количества сажи, которая может уменьшить сечение дымохода.
Варианты конструкций кирпичных печей с отопительным контуром
Вариант печи с водяным контуром, которую устанавливают в доме, выбирают, учитывая ряд условий. К ним относятся:
- наличие другой ОС;
- площадь помещения;
- сезон проживания.
Фото 1. Постройка кирпичной печи с водяным контуром. Внутрь монтируется теплообменник, изготовленный из труб.
Если в доме уже установлена отопительная система (ОС), необходимо интегрировать печной вариант в качестве альтернативного с сохранением существующей разводки коммуникаций. Площадь помещения напрямую влияет на эффективность обогрева, поэтому имеет смысл задуматься о печи, способной хорошо держать тепло, а также позаботиться о разводке, доставляющей его в отдалённые участки здания. Сезон проживания позволяет понять, делать конструкцию с расчётом на круглый год или только на холодное время.
В топочной камере кирпичной печи устанавливается важная часть всей системы — теплообменник. Он может иметь разную конструкцию. Существующие схемы и чертежи предлагают несколько распространённых вариантов — из труб, листовой стали и батареи.
Теплообменник из труб
Основой первого варианта служат металлические трубы, сваренные в прямоугольную конструкцию. Обычно она имеет меньшие размеры, чем топочная камера кирпичной печи и устанавливается в неё на некотором расстоянии от стенок. Это необходимо для расширения металла при нагревании. Сама форма трубок теплообменника диаметром до 50 мм позволяет хорошо прогревать протекающую через них воду. Ключевой особенностью этого варианта является то, что при выходе из строя какой-то из трубок, её легко заменить.
Теплообменник из листов стали
В теплообменнике из листовой стали вместо труб используются заполняемые водой камеры.
Фото 2. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из листов стали. С двух сторон устанавливаются трубы для горячей и холодной воды.
В отличие от варианта из труб, площадь листового резервуара больше, а значит и передача тепла протекающей через него жидкости выше, но срок службы более короткий. При этом в обоих вариантах при близких габаритах 36х40х80 см обязательно используются ещё две трубы: на выход горячей воды сверху и на вход обратки снизу.
Водяная рубашка из батареи
Есть ещё один вариант — теплообменник из старой батареи. Несколько чугунных секций вполне способны обеспечить подачу тепла в отопительную систему. Плюс такого подхода — отсутствие затрат на изготовление и материалы.
Однако минус — большие размеры секций, которые придётся размещать не в топочной камере, а в отдельном отсеке кирпичной печи. К нему тепло поступает по отдельному каналу в кладке. Учитывая толщину стенки батареи (около 3 мм), отсутствие прямого контакта с огнём не лучшим образом повлияет на КПД. Да и большой вес потребует прочного фундамента.
Фото 3. Теплообменник для кирпичной печи, изготовленный из старой чугунной батареи. Конструкция устанавливается не в топочной камере.
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
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.
Выбор для дачного дома
В настоящее время в магазинах отопительных приборов представлен широкий ассортимент продукции, которую принято устанавливать в домах загородного типа. Каждая модель по-своему будет эффективной, если ее выбор сделан с учетом технических характеристик и условий эксплуатации.
В зависимости от индивидуальных требований домовладельцев, изделия имеют ряд определенных отличий, например, печь-камин может быть:
- прямоугольной;
- круглой;
- треугольной;
- квадратной;
- в форме буквы «Т».
Есть еще оригинальные комбинированные печи. Такие сооружения характеризуются тем, что обладают отопительной функцией в комплексе с возможностью приготовления пищи на своей поверхности, а это очень удобно для небольших дачных домов.
Суть заключается в реализованной возможности переключения режимов, то есть, конструкция может одновременно выполнять обе опции, или работать с ними по отдельности. Такое сочетание действительно наилучшее, поскольку в теплое время года есть возможность экономить топливо.
Возведение печи на этапе строительства дома
Говоря о том, какая печь лучше в каждом конкретном случаев, в первую очередь нужно уделить внимание площади, которую планируется отапливать. Возможно, обогреву подлежит одна или две комнаты, а остальные использоваться не будут
В этом случае придется озадачиться составлением плана дачного дома, где будет описано, как устроена система отопления.
Итак, чтобы ответить на вопрос: как выбрать печь для дачи исходя из площади, следует выполнить определенный расчет. В среднем на протяжении 60 минут 1 м3 помещения утрачивает около 60 Ккал тепла. При этом 1 м2 печи в течение такого же времени отдает 500 Ккал тепла. Исходя из этого, напрашивается вывод, что для отопления домика в 35 квадратов потребуется печь всего в 1 м2 площади.
Зачастую дачной постройкой пользуются в летний период, когда тема отопления не актуальна. Однако при эксплуатации жилья и в холодное время года необходимо сделать так, чтобы комнаты прогревались в максимально короткие сроки, долго держали тепло и потребляли мало топлива.
В этом случае кирпичные печи не справятся с поставленной задачей, поэтому лучше затратить немного больше финансов и приобрести готовую чугунную конструкцию, где присутствует система длительного горения.
Как происходит процесс печного отопления?
При сгорании топлива происходит выработка тепла. Оно после конденсации на поверхности топливника согревает всю территорию помещения. В атмосферу выделяются дымовые газы через каналы, по которым они распространяются.
Далее начинают функционировать два воздушных потока. Теплый после поднятия к потолку продолжает движение к окну или наружным стенам. Холодный «тяжелеет», опускается вниз и направляется в сторону печки по траектории линии пола. Речь идет о воздушном круговороте, который происходит в отопительный сезон.
Интенсивная топка печи на дровах и фаза ее завершения — период выделения максимального количества тепла. В это время стенки газоходов разогреваются в интенсивном режиме. В результате излишки выработки тепла поступают в помещение и повышают температуру воздуха в нем.
Преимущества и недостатки
Конструкции со встроенным теплообменником имеют массу преимуществ:
- Система энергоэффективна и экономична. Кирпичная кладка не потребует серьезных финансовых вложений, затраты на трубы и радиаторы будут в любом случае, а теплообменник на порядок дешевле готовых котлов. При эксплуатации печи, затраты на обогрев дома составят несколько тысяч рублей на закупку дров за зимний период.
- Дизайн кирпичной печи скрывает неказистые элементы, при желании в систему можно добавит камин или декор.
- Обогрев помещения не зависит от местонахождения конструкции, радиаторы устанавливаются в любом месте
- Кирпичная печь остывает долго, водный контур будет горячим еще несколько часов после прогорания дров.
Некоторые издания к плюсам системы водяного контура относят возможность его установки в уже готовую печь, что в принципе возможно, но на практике такой вариант связан с большим количеством проблем, которые предстоит решить.
Разборка и последующая сборка печи самое необходимое, что придется сделать. Цена исправления неправильно установленного регистра сопоставима со стоимостью новой печки, поэтому за такими работами обращайтесь к профессионалам.
Недостаток такой конструкции является продолжением её достоинств, чтобы самому сделать печь с теплообменников необходим опыт, как в кладке кирпичей, так и в монтаже систем отопления. Если опыт приходит с годами и количеством изученного материала, то при строительстве печи с водяным контуром следует учитывать её недостатки:
Очаг является пожароопасным элементом, необходимо позаботиться о мерах препятствующих попаданию огня на легковоспламеняемые предметы;
Печь занимает значительную площадь дома, проектируйте комнаты заранее, включите большой обогревательный в дизайн помещения;
Около печки температура будет всегда выше, чем в остальном помещении;
Процесс нагрева печи нельзя мгновенно остановить. Если используете систему с закрытым контуром и циркулярным насосом, отключение электричества (даже кратковременное на несколько минут) и остановка насоса приведут к закипанию воды в теплообменнике. Чтобы этого избежать предусмотрите комбинированную систему движения воды в контуре.
При нерегулярном использовании системы отопления воду из неё необходимо сливать, что ведет к преждевременному износу всей конструкции. В противном случае вода замерзнет, что приведет к разрушению всего комплекса устройств.
Нельзя разжигать печь без воды в контуре
Это приведет к разрушению регистра и реконструкции печи, чтобы использовать печь в летнее время, не «включая» батарее применяют оригинальные конструкции установки теплообменников.
Существует риск отравления угарным газом, как и при использовании всех твердотопливных средств отопления, особое внимание необходимо уделить правильному изготовлению дымохода.
Сделать в доме отопительную систему на основе печи с теплообменником и батареями – экономически выгодное решение, но к проектировке и строительству необходимо подходить грамотно, учитывая все нюансы работ.
Конструкция дровяных печей
Особенности в плане конструкции имеют все дровяных печи для дома с водяным отоплением. В их состав входят следующие элементы:
- топка. Собой она представляет камеру, в которую закладываются дрова и где происходит процесс горения.
- Колосник. На нём лежат угли при сгорании дров. Обычно при его создании используется чугун.
- Зольник. Собой он представляет камеру, имеющую небольшой размер. В ней происходит накапливание золы.
- Каменка. Этот элемент конструкции печи используется в основном в банях и саунах. Собой он представляет лоток, в котором располагаются камни. Выливая на них воду, образуется пар.
- Дымоход. Он входит в конструкцию любой печи вне зависимости от размеров и назначения. С его помощью обеспечивается вывод газа и вредных продуктов сгорания.
При выборе в свой дом печи необходимо отталкиваться главным образом от условий её эксплуатации. Только сам хозяин может определить их. Если возникли с этим сложности, то в этом случае необходимо обратиться к специалисту – печнику. Опытные люди, занимающиеся кладкой печей, утверждают, что дровяная печь с водяным отоплением, занимающая площадь в один квадратный метр, в состоянии обогреть комнату площадью до 35 квадратных метров.
