Как сделать печь для отопления дома с водяным контуром

Pixabay

Кирпичная печь на даче – предмет интерьера или необходимость?

Испокон веков наши предки оборудовали свои дома кирпичными печками на дровах. Они выполняли функции отопительной системы, служили одним из основных приборов для приготовления пищи. Подобные функции сохранились и по сей день. Многие владельцы дачных участков предпочитают пользоваться печным оборудованием, которое имеет ряд определенных особенностей.

Большинство городских жителей посещают свои дачные участки время от времени, поэтому необходимости постоянно отапливать дом у них нет. Экономически невыгодно оборудовать коттедж дорогостоящей системой кондиционирования или котлом. Использование электрической энергии и газа обойдется в довольно приличную сумму, тогда как для периодического прогрева большого запаса дров не потребуется.

В качестве отопителя в малогабаритных помещениях часто используют компактные металлические печи – буржуйки. Они выделяют много тепла и достаточно просты в изготовлении. В сравнении с ними кирпичное сооружение более функционально, имеет приятный внешний вид. Прежде чем приступать к выкладке такой конструкции, следует обратить внимание на ряд особенностей.

Дачные дома имеют небольшой размер, поэтому при выборе печи обращают внимание на ее габариты. Крупное сооружение с толстыми стенами способно эффективно обогреть до 50 квадратных метров площади. Для ее прогрева потребуется 3–4 часа, если нужно быстрое тепло, от такого варианта отказываются. Небольшая печь стремительно достигает комфортной температуры, буквально за 30–40 минут, отапливая 15–20 метров жилья.

Следует учесть и качество материала, используемого для изготовления. Бракованный кирпич существенно снижает эффективность работы, а теплоотдача будет минимальной. Наличие варочной поверхности является обязательным атрибутом, который позволит быстро приготовить пищу, не затрачивая дополнительных ресурсов.

Особое внимание уделяют безопасности будущей конструкции. Неправильная эксплуатация дровяных печей является причиной многочисленного числа пожаров и гибели тысяч людей. Важно пропитать все стены и потолок деревянного дома специальным жароустойчивым составом. Продукты горения, выделяемые в атмосферу, тоже несут определенную опасность. Отравление угарным газом является причиной гибели людей. Правильно организовывайте дымоход и вентиляцию в помещении.

Принцип работы печи длительного горения

Процесс, происходящий в главной камере сгорания твердого топлива, называется пиролиз — дрова не горят интенсивно, а медленно тлеют из-за мало количества поступаемого кислорода. После укладки дров в камеру, топливо поджигают. Как только огонь занялся, воздушную заслонку открывают полностью, чтобы пламя разгорелось, а газы от сгорания заполнили вторую камеру. Если требуется быстро разогреть холодное помещение, то заслонку не закрывают до момента, когда достигнута нужная комнатная температура.

Прогревание небольшого дома или гаража в таком режиме занимает полчаса или час.

Печь длительного горения создана для экономии топлива и высокой теплоотдачи, поэтому, после быстрого прогрева заслонка закрывается, и оставшиеся дрова начинают тлеть, поддерживая температуру в доме или гараже. Можно подложить новую партию топлива на прогоревшие поленья, тогда время тления и обогрева увеличится.

Элементарная конструкция печи длительного горения выглядит так:

Как выбрать и на что обратить внимание?

При выборе каминной печи длительного горения стоит обратить пристальное внимание на следующие обстоятельства:

  1. Степень доступности горючего и его стоимость. Если неподалеку от места проживания есть доступные лесопилки или прочие источники отходов столярной промышленности, стоит обратить внимание на модели, работающие на дровах. При наличии ресурсов угля или торфа подойдут печи, разработанные для потребления этого вида топлива.
  2. Материал, применяемый для производства корпуса. Данный фактор существенно скажется и на цене каминной печи, и на показателях теплообмена. Кроме того, от качественного корпуса в значительной степени зависит длительность срока службы всей конструкции. Корпус может быть выполнен из стали, керамического материала или чугуна. Последний вариант считается наиболее оптимальным.
  3. Характеристики мощности. Подбираются в зависимости от площади, которую необходимо обогреть в соотношении 1000 Вт на каждые 10м2 (при высоте потолка от 2,5 до 2,8м) + 15-20%.
  4. Масса. Вес чугунной печи-камина будет превышать аналогичный показатель изделия из стали примерно на 1/5. Если в доме уже сделан ремонт и площадка под установку печи не была заранее укреплена, стоит выбрать стальное изделие.

Этапы процесса горения

Поступающее в помещение тепло появляется в результате сгорания древесины. Важно организовать процесс горения так, чтобы на каждом его этапе получить максимальную эффективность и безопасность. Сгорание происходит не мгновенно. Это достаточно продолжительный период, который можно разделить на два этапа.

Розжиг

Дерево помещается в камеру сгорания и поджигается. Сначала идет разогрев древесины или пиролиз, в ходе которого выделяется горючий или пиролизный газ. Постепенно он загорается, еще больше разогревая топливный материал.

Горение

Температура дров, подогреваемых горящими пиролизными газами, увеличивается до отметки возгорания. Вся закладка воспламеняется и равномерно горит. 

Надо знать, что без достаточного поступления кислорода пиролизные газы очень быстро прогорают и выходят через дымоотвод. Чтобы горение было длительным и равномерным, необходимо поддерживать в топке оптимальную температуру, обеспечивать поступление кислорода, следить, чтобы пиролизный газ полностью выгорал. 

Расчёт основных параметров

Перед началом строительных работ необходимо просчитать, какая по мощности печь необходима для установки в конкретном доме. Размеры определяются исходя из возможностей теплоотдачи печи. Для хорошо утепленных зданий подходит алгоритм расчета И. В. Кузнецова. Он предполагает использование усредненной тепловой мощности, которую можно получить с 1 м2 поверхности печи.

Для большинства топок характерный показатель – 0,5 кВт/м2, а при интенсивной работе во время существенного похолодания – 0,76 кВт/м2.

При определении тепловой мощности кирпичной печи во внимание принимаются только те поверхности, которые участвуют в процессе теплового обмена.

Не рекомендуется для небольших помещений выбирать массивные грубки. Это связано с тем, что они будут слишком долго прогреваться, а половина тепла выйдет наружу через дымоход. Расположить её рекомендуется на пересечении жилых комнат, чтобы они равномерно прогревались.

Чертежи и схемы кирпичных печей

Исходя из предложенных чертежей можно спроектировать и сделать печку из кирпича своими руками.

  • Русская печь
  • «Шведка»
  • «Голландка»
  • Печь для бани

Приведенные схемы – одни из самых популярных конструкционных решений. Такие грубки своими руками из кирпича можно сконструировать в частном доме без посторонней помощи.

Топка

При правильно подобранном объеме топочной части можно топить печь при экстремально низких температурах за окном. Размер камеры сгорания должен соответствовать параметрам кирпичей, из которых будет складываться печь.

Максимальная закладка твердого топлива по своему объему не должна превышать 2/3 части топки.

Зольник

Высота зольника просчитывается с учетом вида топлива, которое будет использоваться для обогрева помещения.

Малозольные разновидности – уголь, торфобрикет. Для такого вида топлива высота зольника должна составлять около 1/3 от высоты топливника. Твердое древесное топливо – паллеты, дрова. В таком случае высоту зольника уменьшают до 1/5.

Обустройство зольника в печи обязательно. Продукты сгорания будут попадать в эту камеру и не распространятся по всей внутренней поверхности. Почистить печь перед холодным сезоном будет просто.

Печная труба

Дымоход – обязательная часть отопительной системы, так как через него выходят продукты сгорания топлива. Газовые котлы требуют хорошей тяги, поэтому трубу устанавливают круглой формы. Для печи, работающей с твердым топливом, достаточно будет прямоугольного варианта.

При расчете габаритов дымохода учитывают, что сечение поддувала должно быть меньше площади газохода. Также во внимание принимают параметры стандартного кирпича, используемого в качестве основного стройматериала.

Значительно увеличивать показатели сечения не рекомендуется: по широкой трубе будет проникать холодный воздух. Это ухудшит производительность и приведет к опасным ситуациям.

Слишком узкие дымоходы могут сильно дымить. Это приводит к отравлению угарным газам и возможности возгорания. Предотвратить проблему можно наращиванием асбоцементной трубой или кладкой еще одного ряда кирпичей.

Печная труба не должна прикасаться к деревянным частям потолка. Во время строительства нужно следить, чтобы расстояние от разделки дымохода до близлежащих потолочных балок было одинаковым. Дымоход должен отстоять от конька крыши на 1,5 м, а возвышаться над ним – на 0,5 м.

Принцип работы печей длительного горения

Принцип работы печей длительного горения коренным образом отличается от функционирования обычного отопительного устройства. Действие печи длительного горения основано на распространении огня сверху вниз. Топливо поджигается в верхней части, благодаря использованию воздухоподводящей трубы. При горении газы отсасываются через дымоход. Контроль подачи воздуха осуществляется заслонкой: процесс горения трансформируется в тление. Такой функционал позволяет осуществлять тепловыделение в течение многих часов и даже суток.

Процессы в печи осуществляются следующим образом:

  • просушка топлива (энергоносителя);
  • пиролиз (разложение); обязательные условия – недостаток кислорода, температура около 450ºC;
  • горение летучих (легких) фракций с параллельной карбонизацией (насыщением углекислотой) топлива;
  • распад твердых фракций горючего и их переход летучее состояние;
  • реакция окисления (получение водорода и угарного газа) при температуре 400ºC.

Результатом окисления (восстановления) является выход большого количества тепла. Обязательное условие: температура не должна падать ниже 250 ºC. В противном случае водород и угарный газ выйдут наружу. Тепло не будет передано.

Популярные модели печей длительного горения

Самые популярные печи длительного горения в нашей стране: канадская «Булерьян» и российские «Бренеран» и «Профессор Бутаков».

  • Булерьян» производится из стали и имеет бочковидную форму. Топка в два яруса, с трубами-воздуховодами, сборника золы нет. Воздуховоды дают возможность отапливать соседние помещения.

Булерьян

Канадские отопительные приборы работают в двух режимах: растопки и длительного горения. При растопке (примерно полчаса) печка и помещение прогревается, потом включается второй режим — топка полностью наполняется дровами, дверца закрывается, уменьшается поток воздуха. Одна закладка горит 10−12 часов. Дров «Булерьян» требует мало, но они должны быть сухими. Использование других видов топлива не допускается. К неудобствам можно отнести необходимость в утеплении дымохода и неполное сгорание генераторного газа.

Инструкцию по изготовлению печи «Булерьян» можно найти здесь: 

Бренеран

Отечественное оборудование «Бренеран» почти не отличается от канадского «Булерьяна». На конвекционные трубы можно надеть алюминиевые рукава для обогрева смежных помещений. Но теплопотери из таких труб достаточно большие. Поэтому специалисты рекомендуют надеть на «Бренеран» кожух, смонтировать коллектор и потом разводить трубы в соседние помещения. Серийно коллекторы и кожухи не производятся, а изготовленные на заказ по стоимости почти не отличаются от цены отопительного прибора.

Основной недостаток «Бренерана» — дымовой патрубок с тройником и сборником конденсата на стенке. Сборник-стакан практически невозможно сделать герметичным, поэтому конденсат попадает в помещение.

Бренераны» производятся разных размеров, что позволяет подобрать печку для помещения любого объема. Модель «Аква-Бренеран» позволяет подключить водяное отопление. Но холодная вода охлаждает газы, увеличивается объем конденсата, время длительного горения сокращается.

Нюансы установки печи «Бренеран» подробно описаны в данной статье: 

Профессор Бутаков

Интересны отопительные приборы «Профессор Бутаков» — они более привлекательны внешне, чем «Бренераны», топка оснащена колосниками, конвекционные трубы более эффективны, патрубок для присоединения к дымоходу сверху. Конденсат стекает в печку и сгорает. Так как нет сборника конденсата, более сложной становится чистка трубы. Ее можно чистить или сверху, или переместив отопительный прибор. При монтаже этой печки следует помнить об этой особенности и уложить под нее постамент, который можно в процессе эксплуатации извлечь и отсоединить прибор от дымохода.

Профессор Бутаков» производится разных размеров. Но длительное горение менее продолжительно, чем у «Бренерана» из-за колосников в топке.

Изготовить печь «Профессор Бутаков» самостоятельно поможет данная статья: 

Встраиваем бак в кирпичную печь

Первое и важное правило: планировать монтаж водяного контура необходимо еще до постройки отопителя из кирпича. Переделать готовую конструкцию практически невозможно, придется ее снова разобрать как минимум наполовину. Это касается всех чисто отопительных печек – русской, голландки и шведки, не имеющих варочной поверхности.

В этом случае регистр монтируется в дымооборот печки, а не в топливник

Справка. Если у вас дома или на даче выложена отопительно-варочная плита, то переделать ее иногда возможно. Поднимите чугунную поверхность с конфорками и оцените, можно ли под нее поставить котел и какую форму ему придать. Обязательно посоветуйтесь с мастером – печником.

Предлагаем вариант простой плиты с нагревательным котлом, установленным на пути продуктов горения, но за пределами топливника. Благодаря этому бак изготавливается из металла толщиной 3 мм, чего достаточно для долгой и надежной работы. Схематично агрегат выглядит так:

Совет. Если вы подобрали другую конструкцию, где емкость монтируется в топливник, то ее стенки, обращенные к пламени, делайте из металла толщиной 5 мм, остальные – 3 мм. Для изготовления регистра используйте трубы с толщиной стенки 3,5 мм, а при установке не связывайте его со стенками печки, поскольку у металла и кирпича разные коэффициенты расширения.

Встраиваем бак в кирпичную печь

Порядок кладки варочной плиты

При монтаже оберните бак асбестовым шнуром и зафиксируйте его на нужном ряду кладки. Такая же изоляция асбестом делается на патрубках подачи и возврата теплоносителя, проходящих сквозь стену печи. Как правильно выполняется кладка в соответствии с порядовками, подробно описывается в другом материале.

Кладка печи с водяным контуром, находящимся в камере сгорания, описывается в следующем видеоролике:

Встраиваем бак в кирпичную печь

Почему русская печка на даче не работает

Пища в русской печи готовится без прямого контакта с огнем. Уникальный вкус блюд русской кухни получается за счет длительного томления под воздействием теплового ИК-излучения стен прогретого горнила. При таком способе в продуктах не образуются вредные продукты распада. Температурный режим приготовления различных блюд регулируется с помощью длинного ухвата. Подвигая чугунные или глиняные горшки ближе к устью или глубже в горнило, хозяйка меняет силу нагревания в диапазоне 150-350оС.

Вопреки устоявшемуся мнению русская печь не привередлива. Она прекрасно «съедает» все, что горит: солому, хворост, опилки, торф, уголь. Однако вид топлива влияет на продолжительность сохранения тепла и вкус пищи. Например, для приготовления хлеба используют только качественные дрова с плотной древесиной, такие как: береза, вяз, дуб, клен, осина.

Почему русская печка на даче не работает

Сложно представить, но всего 200 лет назад дровяные печи были единственным способом отопления бедных изб или царских палат. «Веселым треском трещит затопленная печь. Приятно думать у лежанки», – писал Пушкин. Все хорошее возвращается. В наши дни опытные печники нарасхват. Хозяева при первой возможности приглашают специалистов для строительства дровяной печи в загородном доме или выкладывают несложную отопительно-варочную конструкцию своими силами, используя видео-инструкции или схемы-порядовки, содержащие подробные чертежи кладки каждого горизонтального ряда печки.

Русская печь с лежанкой или полатями идеально подходит для отопления загородного дома, в котором живут круглый год. В режиме непрерывной эксплуатации дровяная печка может работать десятилетиями только повышая теплоотдачу.

Однако если оставить кирпичную печь без прогрева всего на одну зиму, восстановить ее работоспособность достаточно сложно. Материал, из которого сделано отопительное устройство, впитывает влагу из воздуха. Осторожная просушка небольшими пучками соломы или хворостом, чтобы сооружение не растрескалось после длительного простоя, – это сложная процедура, которая может занять одну-две недели.

Для дачника, заскочившего отдохнуть на выходные, это не подходит. По этой причине русскую, как и другие кирпичные печки, обычно не строят на дачах, предназначенных для сезонного проживания.

Почему русская печка на даче не работает

Мини-печка

Благодаря высоким технологиям внутренне устройство горнила русской печи воспроизвели в мини варианте. Переносная варочная панель на дровах для выпечки хлеба или пиццы легко помещается в машину. Ее можно установить в беседке на даче, во дворе загородного дома или взять с собой на пикник, чтобы готовить вкусную еду. Единственным недостатком мини печи является высокая цена.

Варианты дровяного отопления

Газогенераторные или пиролизные печи. Самые распространенные печи этого типа — печь Булерьян и печь Бутакова. Эти печи обеспечивают длительное поступление тепла, за счет большого запаса дров в самой печи.

В печь закладывают увеличенный запас дров и устанавливают такой режим, при котором одна часть дров горит, а другая дожидается своей очереди. Это обеспечивается путем перекрывания заслонки поддувала и трубы-тяги. В таком виде древесина только тлеет.

Читайте также:  Нюансы установки газовой колонки в частном доме

Печь Булерьян и Бутакова являются печами воздушного отопления. Быстрый прогрев помещения оценили дачники, посещающие свои дома зимой периодически. По сравнению с классическими теплоаккумулирующими дровяными печами газогенераторные гораздо компактнее и экономичней. Имеют высокий КПД — 75−85%. К недостаткам можно отнести высокие требования к дымоходу и к качеству топлива.

При должном желании можно изготовить печь Булерьян самостоятельно: 

Еще одной разновидностью газогенераторных печей является печь Стропува латвийского производителя. Форма этой печи представляет собой индейскую свечу. Принцип работы заключается в следующем: в металлическую высокую колонну печи закладывают дрова или другое топливо (уголь, торфяные брикет, прессованные опилки и пр.) почти на всю высоту, разжигают дрова сверху и закрывают печь.

Воздух подается для горения сверху в зону горения с помощью телескопической трубы. Зона горения опускается ниже по мере сгорания топлива, а вслед за ней опускается воздухоподающая труба. Горение регулируется заслонкой. Печь Стропува работает без дополнительной загрузки до 2 суток, а если на угле, то и до 5. К достоинствам печи относятся высокая безопасность, высокий КПД, экономичность, возможность работать с водяным отоплением и компактность. К недостаткам — большие габариты, громоздкая процедура загрузки и разжигания топлива.

Печь с автоматической загрузкой топлива. Такие печи используют относительно интенсивный режим горения, потому что сама топка достаточно компактна. В данной печи конструкция механизма подачи дров довольно сложна. Команда подачи в топку очередного диска зависит от датчика температуры. Температура начинает снижаться после прогорания диска и только тогда в топку поступает следующая порция топлива. Дрова для печи с автоматической загрузкой заготавливаются в виде дисков толщиной 10−15 см. Регулируется интенсивность горения автоматически, с помощью заслонки поддувала и шибера.

Отопительные дровяные печи с водяным контуром. В этих печах теплообменники встроены в дымоходный канал или район топки. Разогретые газы, проходят через воздушные каналы резервуара и отдают тепло воде. В таких печах может находится несколько резервуаров для повышения уровня КПД. В случае установки печи с водяным контуром необходимо принять меры по сохранению температуры и безопасности при эксплуатации. Толщина стенки печи должна быть не менее75 мм. Также необходимо установить теплоизоляционную подушку на фундамент под печкой.

Подробнее о печах Бутакова можно прочитать здесь: 

Печи с водяным контуром – разновидности

Для реализации печного обогрева, совмещенного с радиаторной системой частного дома, применяется 3 вида печей с водяным контуром:

  • металлические – стальные и чугунные буржуйки со встроенным змеевиком под нагрев теплоносителя;
  • каминные топки с теплообменником – водяной рубашкой;
  • отопительные и варочные печи из кирпича со встроенным котлом.

Примечание. Буржуйки для бань, оборудованные баком и змеевиком, конструктивно похожи на перечисленные агрегаты. Приспособить банную печку для нужд парового отопления теоретически возможно, но чересчур хлопотно и неудобно с точки зрения эксплуатации.

Сюда же стоит причислить альтернативный вариант — стальные отопители на дровах, изготовленные своими руками. Подобные изделия заслуживают внимания, поскольку не уступают заводским по надежности и теплоотдаче, зато обходятся гораздо дешевле. Внешний вид буржуйки не всегда играет важную роль.

Печи с водяным контуром – разновидности

Предлагаем рассмотреть печки каждой группы отдельно, заостряя внимание на недостатках и достоинствах, важных для домовладельца.

Недостатки металлических буржуек

В дровяных печах заводского изготовления теплоноситель подогревается тремя способами:

  1. В верхней зоне топливника либо рядом с выходом дымовых газов установлен водотрубный теплообменник.
  2. Одна из стенок камеры сгорания (верхняя или боковая) контактирует с водяной прослойкой, напоминающей рубашку твердотопливного котла.
  3. Несколько труб с теплоносителем огибают полукруглые стенки топливника. Снизу и сверху концы сварены в общие коллекторы, как показано на чертеже.

Модификация конвективного обогревателя «Бренеран» (аналог хорошо известного «Булерьяна») с водотрубным теплообменником

Справка. Пример изделия с частичной водяной рубашкой — печь для отопления дома «Термофор Гидравлик», с боковыми трубами – переделанные конвекционные отопители «Бренеран – Акватэн».

Производители зачастую снабжают печки дополнительным нагревателем – ТЭНом мощностью 1…15 кВт. Цель – поддержать температуру теплоносителя и воздуха в частном доме после выгорания порции твердого топлива. Некоторые модели оборудованы варочной панелью на 1—2 конфорки.

Реальное преимущество металлических отопительных агрегатов – низкая стоимость изделия и быстрота монтажа по сравнению с кладкой кирпичной печи. Пример: цена отопителя «Бренеран – Акватэн» мощностью 3.5 кВт — приблизительно 270 у. е. (без дымохода). При монтаже буржуйки своими руками вы потратите еще 50—100 у. е. на материалы, используемые для установки и обвязки.

Печи с водяным контуром – разновидности

Серия отопителей «Гидравлик» известного бренда «Термофор» оснащается водяной рубашкой и трубами, опоясывающими топку

Замечание. Стоимость дымоходной трубы, необходимой для любой печки, не учитывается. Цена сильно зависит от высоты подъема, конструкции канала и схемы прокладки.

Теперь разберемся с недостатками:

Вывод

Печь груба – экономичный источник тепла, создающий комфортную атмосферу. Кирпичная печь придает дому неповторимое ощущение уюта и деревенской самобытности. При желании построить такой агрегат сможет кто угодно, стоит только немного разобраться в принципах кирпичной кладки.

При наличии соответствующих навыков, дымоход тоже можно сделать кирпичным, но стоит делать это с осторожностью, постройка дымохода требует точности. Для маленькой дачи груба особенно удобна, она обеспечит равномерное распределение тепла в доме и не займет много места. Так же печь станет прекрасным устройством для приготовления еды.