Отопительные печи с водяным контуром: кирпичные и чугунные печки для отопления, фото и видео материалы

Устройство водяного камина

С технической точки зрения печь камин с водяным контуром отопления представляет собой металлическую топку, где толщина стенок составляет от четырех до шести миллиметров (первый показатель характерен для открытых, а второй — для закрытых каминов).

Фото 1. Водяной камин

Трубки теплообменника располагаются между стенками топки. Чаще всего система теплоносителя содержит порядка сорока литров воды, циркулирующей по трубкам теплообменника и нагревающейся за счет энергии, которая высвобождается во время горения топлива.

Для отвода нагретой воды в отопительную систему, в теплые полы или на бытовые нужды к теплоносителю подключены нужные элементы трубопроводной системы, а также датчики температуры, отвечающие за регулирование подачи воды.

С наружной стороны конструкция дополнена каминным порталом в разнообразном стилевом исполнении, что дает возможность вписывать камин в любой интерьер (см. Декоративные камины в интерьере). Мощность камина управляется в ручном режиме, за счет регулирования воздушного притока в топку.

Преимущества камина водяного типа

Современные камины-печи с водяным контуром предлагают множественные преимущества, в том числе:

• относительно невысокую стоимость водяных каминов в сравнении с прочими типами котлов;
• камины-печи с водяным отоплением имеют совместимость с отопительными системами других типов, которые уже установлены в жилище. Данную установку выгодно использовать в качестве резервного источника отопления в домах, где используются котлы с автоматикой, то есть, работающие на газу, электричестве или дизельном топливе. Твердотопливные котлы в комплекте с печью-камином с водяной рубашкой применять нерационально;
• использование для отопления недорогих и доступных видов топлива;
• система отопления, использующая камин, дает не только возможность обогрева больших помещений, но и сохранения стилевых решений интерьера;
• печь камин с водяным контуром можно установить в разных помещениях, а основным требованием к ним является соблюдение пожаробезопасности. Кроме того, не стоит устанавливать камин в детской комнате;
• не требуется дополнительных затрат электрической энергии, циркуляция энергоносителя производится с помощью естественных процессов физики;
• водяные камины полностью автономны и просты в использовании;
• облицовка камина возможна разнообразными материалами, что гармонично впишет конструкцию в любой интерьер. Так, если обстановка выдержана в классическом стиле, можно украсить камин лепниной из полиуретана. Для комнат, оформленных в стиле кантри, идеальным станет использование кафельной плитки или облицовочного кирпича.

Недостатки камина водяного типа

Несмотря на множество достоинств, есть некоторые вопросы, решение которых не под силу каминам этого типа.

Отопительные контуры в таких системах не обладают достаточным КПД, и поэтому не рекомендуется использовать камины с водяным контуром в зонах очень холодного климата. В такой ситуации потребуется совмещение нескольких видов систем отопления. В тоже время, даже в случае использования водяного камина лишь как дополнительного фактора обогрева помещения, достигается порядка сорока процентов экономии топлива, которое расходуется для функционирования основной системы.

Недостаточная автоматизация. Для запуска отопительной системы понадобится разжигать камин. Однако если он выступает в роли дополнительной системы отопления, данный момент некритичен.

Дополнительные преимущества водяных каминов

Фото 2. Водяной камин

Кроме базовых функций, относящихся к отопительным свойствам, водяные камины обладают рядом дополнительных характеристик. Например, если потребитель проявит желание, камин может быть укомплектован грилем из нержавейки, а также набором приспособлений для готовки пищи на гриле.

Такие опции не только дают возможность получать удовольствие от живого огня в одиночку или в семейном кругу, отапливать жилище и согревать воду, но и готовить вкусные блюда. Для желающих наслаждаться огнем в камине, предусматриваются разнообразные решения в виде прозрачных сферических экранов или боковых стеклянных вставок.

Кроме обычных водяных каминов, разработаны камины комбинированного типа, которые, используя тепло дымохода, способны нагревать воздух. Такие камины с воздушным отоплением позволяют достигать более двадцати процентов топливной экономии, по сравнению с обычными каминами.

Конструкция печного отопления с водяным контуром

Устройство печи камина с водяным контуром отопления включает теплообменник. Но также может содержать котел или прибор радиатора. Такое устройствообеспечивает нагрев значительного объема воды. Параметры бака определяются вместимостью топки. Подобное оборудование бывает закрытого и открытого типа. В качестве материала чаще всего применяется металл и кирпич. В приборах открытого типа есть в наличии открытая топка, а через теплообменник проходит вода. Кирпичные устройства обладают сложным техническим устройством. Устанавливается расширительный бак.

Основное устройство печи

Теплообменник и расчет мощности

Расчет габаритов и показателя мощности теплообменника является сложной задачей. Стандартная конструкция образует 6,5 тыс. кКал, что требуется для обогрева малогабаритного домика. Водяной контур позволит повысить количество выделяемого тепла. При подборе теплообменника помогут специальные таблицы.

Так функционирует система

Материалы

Перед тем, как выбрать печь камин с водяным контуром отопления, важно подобрать материал изготовления. Есть такие варианты:

• медь обладает высокой теплопроводностью. Она способна выдерживать высокие температурные скачки. Появляющийся при охлаждении магистралей конденсат включает вредные компоненты, которые провоцируют коррозию;
• чугун стойкий к коррозии, но известен своей хрупкостью. При остывании и прогревании могут образовываться трещины;
• сталь относится к доступным материалам, которые легко поддаются обработке. Такое устройство как теплообменник производят из стали жаропрочного типа. При этом применяются бесшовные трубы;
• нержавеющая сталь – дорогостоящий вариант для изготовления радиаторов, но обладающий отличным качеством.

Теплообменник из качественного материала является гарантией безопасности

Устройство

Самым важным устройством печи для отопления дома с водяным отоплением является теплообменник. Он изготавливается из профильных магистралей прямоугольного и круглого типа. Нюансы монтажа определяются конфигурациями механизма:

• устройство из листовой стали может быть размещено в жарком месте – в топке. Для производства применяется лист из стали и специальная труба. Магистраль для подачи воды желательно расположить на самом верху конструкции. Это позволит избежать гидроудара. Чтобы жидкость внутри не закипела, зазор внутри должен быть не менее 30 мм;
• теплообменник также производится из труб, при этом применяются прямоугольные и круглые трубы. При его установке должен быть обеспечен свободный доступ к дверце для дров, для дымооборотных магистралей и колосников;
• регистр трубчатого типа размещается внутри оборудования.

Вариант установки коснтуркции

Тонкости монтажа

При установке теплообменника в печи дровяной  с водяным контуром соблюдайте следующие правила:

• данный механизм должен опрессуется до установки в оборудовании и после этого;
• устройство устанавливается сразу же после возведения основания под печь. Только затем выполняется ее кладка;
• между теплообменником и поверхностями стен должно быть пространство в 10-15 мм;
• при установке труб должен оставляться зазор в 5 мм;
• на выходе участок магистрали должен составлять не менее 12-15 мм;
• магистрали объединяются с теплообменником при помощи жаропрочного уплотнитель;
• подключение водяного контура к основной конструкции должен проводить специалист.

Установка конструкции с линиями для подачи воды

Комбинирование – удачное решение

Камин с контуром

Многие задаются вопросом, как объединить эти две совершенно разные системы. Вопрос совершенно не праздный.

• Многие задаются вопросом, как могут быть объединены отопительно варочная печь с теплообменником. Вопрос совершенно не праздный.
• Ведь обычная отопительно варочная печь на дровах не может обеспечить равномерного обогрева всех комнат дачи, особенно, если требуется организовать печное отопление двухэтажного дома.
• Приходится устанавливать как минимум несколько печей, что, согласитесь, с финансовой точки зрения довольно сложно сделать.
• Установив печное отопление с водяным контуром своими руками, можно исправить ситуацию.
• Устроив отопительно-варочную кирпичную печь с водяным контуром, можно убить сразу двух «зайцев» — готовить пищу и одновременно обогревать большую площадь, используя один объем топлива.
• Печь камин с водяным контуром, своими руками изготовленная, тоже, по мнению многих, способна значительно сэкономить на топливе при отоплении помещения.

Выгодно, удобно? Однозначно. Но это в теории, а как дело обстоит на практике, мы рассмотрим далее.

Есть спрос – есть предложение

Начнем с того, что в продаже уже существуют камины с установленным в них теплообменником, позволяющим осуществить в доме установку радиаторного отопления. Если же будет установлена отопительно варочная печь для водяного отопления, то данный агрегат позволит готовить пищу без увеличения расхода дров. Очень удачная инженерная мысль, но это только на первый взгляд.

Радиаторная система – неисправимые законы

Система отопления

Как известно, изначально радиаторная система отопления индивидуального дома рассчитана на гравитационный закон. Перепад выходного и входного трубопровода данной системы составляет значительную величину. Выходящий трубопровод располагается значительно выше входящего трубопровода. Из этого становится понятным, что чем больше разница в температуре теплоносителя в этих трубопроводах, тем лучше циркуляция внутри радиаторной системы, соответственно, лучше отопление. Недостаток наклона системы и небольшой перепад в трубопроводах в настоящее время с успехом компенсируют установкой специальных насосов, работающих от сети 220 В.

Высокий КПД с сюрпризом

Однако организуя печное отопление частного дома своими руками, владельцы нередко сталкиваются  с массой хлопот и сюрпризов. Дело в том, что дровяная отопительно варочная печь с теплообменником будет прекрасно обогревать и помогать готовить в холодное время года. КПД у такой печи очень высок и доходит до 85 – 90%. Прогретый за одну протопку кирпич долгое время будет греть радиаторную систему, позволяя сохранять тепло в доме длительное время. А что случится летом? Такую печь и камин с теплообменником нельзя будет использовать даже для приготовления пищи. Почему? Потому что она будет нагревать радиаторную систему отопления, и в доме будет невозможно находиться из-за жары.

Простое и  удачное решение

Скептики, конечно, скажут, что установка вентилей на радиаторной системе позволит перекрыть циркуляцию теплоносителя, обеспечив тем самым работу печи без нагрева системы. Все верно, циркуляции не будет. Но печь работает, контур внутри печи нагревается, что произойдет? Обратим свой взор в далекое прошлое, когда с помощью силы пара человечеству удалось двигать паровозы и корабли, сила пара просто потрясает. Остатки теплоносителя в контуре просто взорвутся,  разнеся всю печь.

Что же тут можно сделать? А мы возьмем и оборудуем печь с водяным контуром клапаном давления, — скажут одни. Будем сливать теплоноситель на летнее время, — скажут другие. И все они окажутся неправы. Действительно, отсутствие теплоносителя в системе радиаторного отопления скажется на отсутствии тепла в радиаторах в летнее время при работе печи и не создаст угрозы взрыва. Но что произойдет с самим контуром, находящимся внутри печи?

• Сгорающие дрова вырабатывают очень высокую температуру.
• Тепловая инерция кирпича очень высока, и металлический контур будет сильно нагреваться, что приведет к однозначному его прогоранию.

Представьте сами: осенью, залив теплоноситель, вы обнаруживаете течь внутри печи. Мало приятного, а для устранения такой поломки, как правило, придется сделать сложный ремонт с перекладкой печи, что само по себе является очень неприятным и затратным делом.

Циркуляция – желания и действительность

Контур кирпичной печи

Но и это еще не все. Предположим, что кирпичная печь с водяным отоплением, своими руками установленная в доме, имеет принудительную систему циркуляции. Другими словами, во входном трубопроводе установлен насос, обеспечивающий нормальную циркуляцию теплоносителя внутри радиаторной системы.

• Как правило, такие системы имеют трубопроводы сравнительно небольшого диаметра, да и сам контур тоже.
• Мы уже знаем, что температура от твердого топлива имеет очень большую мощность, а кирпичи прекрасно аккумулируют тепло.
• Чтобы в контуре печи теплоноситель не закипал, циркуляция должна быть очень хорошей.

Ну и прекрасно, скажут многие, хорошая циркуляция — залог хорошей работы радиаторной системы отопления. Повторимся, теория и практика — вещи разные, тем более практика российской действительности. Итак, зима, все нормально, печь топится, насос работает, циркуляция действует. Внезапно отключили свет, совсем не редкость, особенно, в районах, где располагаются дачи. Что произойдет?

Достаточно всего одной минуты, чтобы теплоноситель закипел в контуре печи. О последствиях мы уже говорили. Представьте сами, газовый котел можно успеть остановить простым перекрыванием  крана, а как вы остановите за это время русскую печь, работающую на полном ходу? Даже простое случайное выдергивание из розетки штепселя насоса циркуляции приведет просто к катастрофическим последствиям.

Печь и котел

Конечно, кирпичная печь с водяным контуром выглядит довольно заманчивым и экономически выгодным вариантом, но это только на первый взгляд. С подорожанием энергоносителей в отдаленных районах дрова остаются самым выгодным вариантом отопления дома. Понятно стремление людей получить как можно больше комфорта за как можно меньшие деньги, но все же надо отделять зерна от плевел. В подобных вариантах лучше использовать специальный твердотопливный котел, предназначенный для работы с радиаторной системой отопления.

• Печь — это печь, котел — это котел, и два этих агрегата не должны пересекаться друг с другом.
• Дополнять — да, пересекаться – нет.

Иногда советуют для экономии использовать системы, способные аккумулировать тепло, вырабатываемое печью или котлом в пик своей мощности, своеобразные термоаккумуляторы.

Выгоды термоаккумуляторов

Надо сразу отметить: данные системы довольно дороги и громоздки. К примеру, термоаккумулятор, способный сохранить до 80 кВт тепловой энергии, будет стоить около 1,5 тыс. долларов. Такую систему невозможно считать экономичной, поэтому ее редко применяют, организуя печное отопление частного дома или дачи.

Теплоаккумуляторы

Такая система должна иметь достаточный объем, чтобы аккумулировать излишки тепла, вырабатываемые печью, и в то же время система должна циркулировать без остановки. Одним словом, очень дорого и сложно. Эти затраты окажутся очень расточительными по сравнению с обычным котлом и печью по отдельности.

Но иногда умельцы предлагают другие варианты расположения водяного контура внутри печи. Водяной контур расположен не непосредственно в топке, а в системе дымоотводов. При этом система имеет заслонки наподобие тех, что устраиваются в отопительно-варочных печах. Другими словами, закрыв заслонку в летнее время, отсекается поступление тепла в зону расположения контура теплоносителя. Эффективно: перекрыл контур — и можно пользоваться печью.

Меньше КПД – заступаем на пост

Но если мы говорили, что печи с водяным контуром имеют КПД 85 – 90%, то в данном случае КПД значительно снизится.

• Ведь нагрев контура будет происходить не непосредственно в топке, где температура очень высока, а в удалении, где она намного ниже.
• Если контур выполнен из толстостенных труб, то КПД снизится еще.
• Если использовать тонкостенные трубы малого диаметра, чтобы теплоноситель прогревался интенсивнее, мы получим большую опасность при остановке циркуляции.

Конечно, сразу перекрыв заслонку поступающих газов на контур, мы предотвратим аварию, но вы ведь не собираетесь, как часовой, все время дежурить у печи и передавать свой пост домочадцам по принципу «пост сдал, пост принял». Здесь наилучшим вариантом послужит специальный твердотопливный котел.

Трубчатые теплообменники

Трубчатые теплообменники (устанавливаются непосредственно в топку)

Наиболее удачное решение, могут быть различных размеров и форм, от довольно простых до сложных.

Простой регистр

Такие регистры изготавливаются с различными размерами, могут устанавливаться как с одной стороны топки, так и с двух или трех. Теплообменники легко обслуживаются, при возникновении аварийных ситуаций их можно вынуть из печи без разборки кирпичной кладки. Практики не советуют гнаться за слишком сложными конструкциями теплообменников, такие стремления часто приносят результат, обратный ожидаемому.

Трубчатый теплообменник «паук»

Почему мы рекомендуем ставить в печь трубные теплообменники? По двум равнозначно важным причинам.

Первая. Длина окружности трубы C = π×d.

Формула длины окружности

Труба стальная ГОСТ 12132-66 50 мм

К примеру, труба диаметром 50 мм в развернутом состоянии имеет длину окружности 3,14×50= 157 мм. Занимает всего 50 мм по длине места в топке, а обогревается в три раза больше поверхности. Для того чтобы эффективность плоского теплообменника была такой же, как и у трубчатого, его размеры должны быть в три раза больше. С этим все понятно, но не все однозначно. Трубы нельзя крепить вплотную друг к другу, а зазор между ними уменьшает эффективную площадь теплообмена, это существенно нивелирует преимущество. Но даже при таком устройстве трубчатые теплообменники эффективнее плоских.

Пример трубчатого теплообменника в печи

Вторая. Об этой причине никто не вспоминает, а она имеет большое значение

За счет наличия зазоров между трубами теплообменника появляется возможность не только очищать трубы от сажи, хотя и это очень важно. Есть еще один плюс – открытый огонь через зазоры напрямую нагревает стенки печки, парная быстро прогревается

Плоские теплообменники полностью изолируют стенки печки от огня со всеми негативными последствиями.

Имеющиеся зазоры позволяют печи быстрее прогреваться

Надеемся, что мы убеди вас делать трубные теплообменники, пусть они и намного сложнее в изготовлении. Не имеете достаточного опыта сделать его самостоятельно – обратитесь за помощью к квалифицированному сварщику, а сами займетесь установкой готового изделия в топку. Можете быть уверенными, что некоторое удорожание выполнения работ окупится в полной мере за счет надежности и эффективности функционирования котла.

Если у вас нет опыта, доверьте сварку профессионалу

Особенности работы печного отопления

Традиционный камин или печка на дровах прогревает пространство за счет теплового обмена конвекционным или радиационным способом.

Важные элементы для установки оборудование и входы и выходы

Стеновые поверхности выделяют энергию и раздают ее предметам в помещении. Холодный воздух вытесняется нагретым. Печь с камином – это стальная или чугунная камера. В схеме устройства есть теплообменник, в котором перемещается порядка пары десятков литров теплоносителя. От теплообменника отводятся трубы, поставляющие воду в радиаторы.

На схеме показаны основные составляющие на примере определенной модели

Немного о системах отопления

Для того чтобы доставить тепло в каждую комнату дома требуется наличие магистрали, по которой будет циркулировать вода. В качестве такой магистрали используют пластиковые или металлические трубы. Вода отдает тепло в специальных радиаторах, устанавливаемых в нижней части комнат. Остывшая вода возвращается к источнику тепла.

По способу организации системы отопления разделяют на открытые и закрытые.

• Открытые системы. В открытой системе вода циркулирует за счет наклона труб. Она поступает в верхнюю точку, благодаря конвекции, а дальше без постороннего вмешательства обходит все комнаты, постепенно понижая уровень. Возвращается в котел по трубе, которая называется обраткой. Возможность расширения при увеличении температуры обеспечивается наличием расширительной емкости, установленной в чердачном помещении. Оно скрыто от взора и занимает максимально верхнее положение. При нагревании объем воды увеличивается, и она вытесняется в расширитель. После остывания происходит обратный процесс.
• Закрытые системы. Закрытый расширитель способствует повышению давления в системе при нагревании воды. Это дополнительно защищает систему от перегрева, так как кипение при повышенном давлении наступает позже. Для системы закрытого типа характерна принудительная циркуляция, которая обеспечивается специальным насосом. Чаще всего магистраль для закрытой системы выполняется из пластиковых труб. Они состоят из нескольких слоев, которые обеспечивают изоляцию тепла. Таком образом, вода доставляется в нужную комнату без потери энергии. В металлических же трубах тепло через металл уходит по мере транспортировки. С другой стороны, это тепло уходит не наружу, а в комнату, отапливая ее. Споры сторонников металла и пластика остаются актуальными в любое время.

Схема работы системы отопления

Готовые металлические устройства

Такая печь с водяным контуром покупается в готовом к эксплуатации виде. Остается лишь установить ее в нужном месте, после чего подключить к водяному отоплению, провести дымоход.

Готовая печь-камин, выполненная из металла

Если сравнить такую конструкцию с устройством твердотопливного котла, то она имеет очевидное преимущество. Печь не только повышает температуру теплоносителя, но и нагревается сама, а значит, прогревает и помещение. А благодаря наличию в составе прозрачной дверцы будет создаваться ощущения наличия в помещении камина с водяным отоплением.

Есть еще плюсы такой конструкции

Важное преимущество печи с водяным контуром состоит в том, что можно проводить демонтаж, переносить с места на место

Есть несколько вариантов исполнения таких устройств:

чугунные;

Чугунные печи-камины серийного производства

стальные;

Фирменная стальная печь-камин

с отделкой изразцами.

Печь-камин с отделкой изразцами

Чугунные образцы более долговечны, чем стальные, хорошо удерживают тепло. Последние же более доступные. Камин с водяной рубашкой и отделкой изразцами еще дольше сохраняет тепло, при этом выглядит намного привлекательнее, способен украсить интерьер частного дома. Единственный его недостаток – высокая стоимость, особенно если это брендовое устройство. А изделия от непроверенных производителей не могут дать гарантированную надежность.

Конструктивные особенности печи с контуром

Печка с отопительным контуром обеспечивает равномерный и быстрый нагрев помещения благодаря теплоносителю (вода или другая жидкость), который находится внутри системы. Тепловая энергия, выделяемая при топке, используется для обогрева помещения и нагрева воды в системе.

Отопительное оборудование такого типа оснащается металлическим нагревательным контуром. Он представляет собой резервуар со штуцерами и подведенными к ним трубами.

Современные печи с контуром для отопления выполняются из металла или огнеупорного кирпича, с различным размещением каменки, а также с водяной емкостью.

https://youtube.com/watch?v=aUj_c4Eb9Bk

Конструктивно печной котел представлен двумя видами:

• Котел в дымоходе. Подобное устройство отличается высокими эксплуатационными характеристиками, продолжительным сроком службы и простотой использования. Единственный недостаток конструкции – невозможность обогреть большие помещения.
• Котел в топке. Он предназначается для обогрева больших площадей, отличается доступностью и долговечностью. К недостаткам можно отнести близкий контакт с открытым огнем, что приводит к сильному перегреву и разрушению металлических элементов конструкции. Кроме того, высокая температура отопительного контура приводит к быстрому образованию сажи и снижению КПД устройства.