Печка с воден контур за отопление на дома: особености на отоплението с печка + избор на оптималния вариант

Дърва и въглища остават в много региони най-достъпните видове гориво, с помощта на които се отопляват частни къщи. Въпреки това печното отопление се избира не само заради евтинията и общодостъпността на енергоносителя, но и заради ниската цена на неговото обустройване.

При това освен множеството плюсове печката с воден контур за отопление на къща има и множество минуси. Далеч не винаги такъв вариант е оптимален. Нека се опитаме да разберем нюансите на такава отоплителна система.

Особености на отоплението на базата на печка

Печното отопление е норма за руските села, чиято надеждност и практичност са проверени с векове. И днес в много селски къщи има печки с котлон за приготвяне на храна и под за печене на хляб.

Някои от тях са оборудвани с воден контур на отоплителната система, а други не. Но собствениците на селски жилища не бързат да ги изхвърлят и да ги сменят с модерни котли. По-безотказен и безпроблемен начин на отопление все още не са измислили.

Без воден контур в къщата дървената печка може да затопли само малко пространство около себе си. За отопление на една-две стаи такъв вариант е приемлив, но за голяма къща вече не.

Като гориво в подобни селски печки се изгарят:

• въглища;
• торф;
• дърва;
• брикети (евродърва).

Няма принципна разлика между тези видове гориво от гледна точка на устройството на печката отвътре и разводката на системата за водно отопление в частната къща. Някои от тях дават повече жар, а други изгарят по-бавно. Но конструкцията на горивната камера и схемата за разводка на тръбите с топлоносителя по стаите във всички случаи са еднакви.

Когато правите избор в полза на печното отопление, не трябва да забравяте противопожарните норми за устройство на тухлени печки – само тяхното строго спазване ще позволи да се сведе рискът от възникване на пожар до минимум.

Сред достойнствата на печното отопление се числят:

• липса на зависимост от наличието на електроенергия в мрежата;
• сравнително ниска цена на устройството на отоплителната система;
• евтиния на твърдото гориво и възможност за използване на различните му видове;
• пределна простота на експлоатация;
• дълготрайно отдаване на топлина (за тухлени конструкции);
• Универсалност – подходяща едновременно за отопление и готвене на храна.

Ако частна къща не може да бъде свързана с магистрален газ, то печка на дърва ще бъде най-добрият избор за нейното отопление.

Единственото изключение е, когато въглищата или дървата са недостъпни в конкретна местност. Но такъв вариант в Русия е по-скоро изключение, отколкото норма.

Два основни недостатъка на печките с воден контур са невъзможността за автоматизация на работата и проблематичността на регулиране на топлоотдаването в отделни стаи.

Също така сред недостатъците на печното отопление трябва да се споменат:

• дълго загряване на системата до началото на топлоотдаване;
• загуба на значително полезно пространство в дома поради масивността на печката;
• голямо тегло на печната конструкция от тухли;
• нисък КПД поради загуба на значителен обем топлина в комина;
• висока пожароопасност при неправилна експлоатация.

Тухлена отоплително-готварска печка за частна къща с водно отопление, в зависимост от конструкцията и броя на редовете, може да тежи от 1,5 до 10 тона. Плюс към това се добавя теглото на комина.

Фундамент за такава маса се изисква мощен и скъп по разходи, което също може да се нарече недостатък на разглежданите отоплителни системи.

Устройство на печно водно отопление

Печката за разглежданата система на отопление в идеалния случай трябва да се проектира и построи едновременно с къщата. Ако жилищната сграда вече е издигната, то поставянето на тухлена печна конструкция в нея ще бъде трудно. А често това дори се оказва невъзможно поради необходимостта да се направи здрав фундамент и да се преустрои покривната система.

Печката за водно отопление в частна къща може да бъде изработена не само от тухли, но и от стомана под формата на буржойка с топлообменни тръби около горивната камера за нагряване на топлоносителя.

Водното отопление на основата на печка се състои от:

• самата печка (метална или тухлена);
• топлообменник вътре или около печната горивна камера, както и под формата на серпентина около комина;
• разпределен из къщата контур с топлоносител и разширителен съд на тавана.

Също така в отделни случаи тази отоплителна система се допълва с циркулационна помпа и хидроакумулатор. Въпреки това, този разширен вариант се прилага изключително рядко, тъй като изисква непрекъснато електрозахранване и води до оскъпяване на цялата схема.

А основният плюс на водното печно отопление е евтиният начин на устройство. Не си струва да го допълваме със скъпи и склонни към повреда елементи.

Схема на циркулация на водата в контура

Системата за водно отопление в домовете се изгражда с естествена (гравитационна) или принудителна циркулация на топлоносителя. Ако се прави на базата на печка на дърва, то най-добре е да се даде предпочитание на първия вариант.

Схема за естествена циркулация на водата е по-евтина в сравнение с принудителния аналог, и за разлика от него не изисква електрическо захранване.

Водното пещно отопление се препоръчва да се обзавежда само в едноетажни къщи с площ до 150 м². В този случай то може да се направи гравитационно без допълнителни помпи.

Ако е необходимо да се отоплява вила от два и повече етажа, по-добре е това да се прави на базата на по-мощен котел. Пещта за такива постройки ще трябва да се изгради просто огромна, което е скъпо за реализация. И обемите гориво ще трябва да се зареждат всеки път немалки. А правенето на това е крайно непрепоръчително поради увеличаване на рисковете от възникване на пожари.

Класическата система на пещно отопление с естествена циркулация на водата се състои от:

• топлообменник в състава на печката;
• контур от метален тръбопровод;
• радиатори (обикновено се заменят с дебели тръби в стаите);
• разширителен съд.

Ако водното отопление в извънградската къща е решено да се направи със собствени ръце, по-добре е да се проектира именно по тази схема. Монтажът и изчислението на такъв вариант се изпълняват по-лесно, отколкото с принудително движение на водата.

Системата с циркулационна помпа е по-подходяща за котли, на базата на печка тя губи своята повишена ефективност по топлопредаване.

Ако бойлерът е автоматизиран и загрява водата постоянно според нуждата, то дървената печка се запалва веднъж или два пъти на ден. Именно в тези моменти топлоносителят в пещното огнище се нагрява, за да отдаде топлина в помещенията. След това да го движим с помпа по тръбите на контура е безсмислено. Така или иначе нищо няма да подгрява водата в студеното огнище.

Правейки избор в полза на печка на дърва или въглища, собствениците на частни къщи обикновено разчитат да получат автономна отоплителна система. Ако се постави в нея помпено оборудване, изискващо за работа захранване от електропреносната мрежа, то за автономност ще бъде трудно да се говори.

Печка – тухлена или метална

Пещта от тухли се загрява по-дълго, но и по-дълго отдава топлина на пространството около себе си. Аналогът от стомана, обратно, бързо се загрява и също толкова бързо след изгаряне на горивото изстива. Частично този проблем се решава за сметка на наличието във водния контур на големи обеми топлоносител.

Въпреки това, колкото повече вода трябва да се съхранява в системата, толкова по-скъпа излиза тя по материали.

Метална буржуйка с воден серпентина за отоплителния контур в частни къщи се разрешава да се поставя директно на дървен под без обустройство на специален фундамент.

Пещ от стомана за водно отопление с мощност 5–15 kW – без гориво и вода това е конструкция с тегло 100–300 kg. Такава буржуйка без опасение може да се постави на усилени греди. Пещните фундаменти трябва да се изливат, когато печката тежи повече от 700–800 kg. Ако тя е тухлена, то без бетонни работи тогава определено не може да се мине.

В сравнение с металната, тухлената печка тежи повече, струва повече и е по-трудна за монтаж. Но тя има по-висока ефективност и по-малък риск от замръзване на контура със спукване на тръби поради образуване на лед вътре. Ако решите да направите всичко капитално за себе си и постоянно живеене, тогава се препоръчва да изберете тухления вариант.

Тръби – неръждаема стомана или металопластик

Ако отоплителната система е изградена на базата на водогреен котел, тогава неговата обвръзка е позволено да се направи не само със стоманени тръби, но и с металопластикови и полипропиленови. Въпреки това, ако водата ще се загрява от печка на дърва, тогава контурът с топлоносител от нея трябва да се създаде само от неръждаема стомана.

При голямо зареждане на дърва, водата в серпентината на пещната камера може бързо да се нагрее до 100 градуса и да заври, подобни температури за дълго време може да издържи само стоманата.

Металопластикът е проектиран за работа с топлоносител, нагрят до 90–95 °C. За кратко време той може да издържи нагряване до 110–120 °C. При това автоматиката на котлите и бойлерите първоначално не допуска нагряване на водата до такива градуси. За топли подове тя се нагрява до 30–45 °C, а за радиатори до 60–65 °C.

Въпреки това, в случай на печка на дърва, температури около сто – не просто са възможни, а далеч не са рядкост. Да рискувате и да играете на руска рулетка, правейки обвръзката на тази печка с помощта на металопластикови тръби, не се препоръчва. Най-добре е да предпочетете по-надеждната неръждаема стомана.

Освен това, излизащите от камерата от серпентината патрубки за свързване на тръбите на контура определено ще се нагряват до много високи температури. От открития огън ги разделя по-малко от половин метър. Свързването към тях на каквито и да е пластмасови тръби е опасно поради риск от разтопяване на последните.

Топлоотдаване – радиатори или регистър

Подаването на топлина от печката в отоплителния контур се осъществява на порции по няколко часа, докато в камерата горят дърва или въглища. Ако водата в отоплителната система е малко, тогава къщата бързо ще изстине. Затова в селата подобно отопление обикновено се прави от дебели стоманени тръби, а не на базата на по-привичните за градските жители радиатори. Отоплителният регистър за печки на дърва е просто идеален.

Класическата схема на водно печно отопление с естествена циркулация предполага пряк контакт на водата с атмосферата чрез разширителен съд, но за обикновените радиатори въздухът в топлоносителя е противопоказан.

Положената из къщата тръба с диаметър 80–120 мм от неръждаема стомана – това е отоплителен регистър, състоящ се от подаване от печката и връщане към нея. В далечната от камерата стая тези линии се свързват в едно, а в останалите помещения се полагат под формата на два тръбопровода по протежение на външните стени.

Регистърът не изглежда толкова естетично, колкото радиаторът. Но първият вариант е много по-евтин и по-лесен за самостоятелно изработване, отколкото вторият. За реализацията му е необходимо само да имате опит със заваръчен апарат.

Площта на топлоотдаване за подобен контур се изчислява като се умножи числото Пи по диаметъра и дължината на тръбата. Освен това в изчисленията трябва да се вземе предвид топлинният напор в подаването и връщането, както и разстоянието между тръбопроводите по вертикала.

Въпреки това, често подобни изчисления не се правят, а се взема тръба с диаметър 80–100 мм и се полага по периметъра на цялата жилищна сграда, като се затваря в най-отдалечената стая. При това регулирането на топлоотдаването се извършва „на око“ и емпирично, чрез добавяне на различно количество гориво в горивната камера.

Не напразно контурите от регистри заедно с водогрейните печки са толкова разпространени. Дори не е необходимо да ги изчислявате, достатъчно е да вземете подходяща тръба и да я заварите със заваряване.

Избираме топлообменник за горивната камера

Топлообменник за печката може да се направи от мед, стомана или чугун. Меденият вариант е по-добре веднага да се изключи поради високата цена. Самостоятелното запояване на такова устройство е изключително проблематично.

Монтирането на чугунени радиатори вътре в горивната камера трябва да става с повишено внимание – поради температурен шок отделните им секции могат да се отделят от съседните елементи

Чугунът по технически параметри превъзхожда стоманата. Въпреки това, изработването на топлообменник от него за дървена печка се оказва проблематично. Може да се вземе само стара батерия. Но тук трябва да се има предвид, че уплътнението между секциите ѝ ще изгори в горивната камера. А това е пряк път към загуба на херметичност и изтичане на вода в горивната камера.

Ако е решено топлообменникът да бъде направен от чугунен радиатор, най-добре е да се вземат моделите МС-110-300 или МС-90-300. Те са малки и спокойно ще се поберат в горивната камера. Площта на нагревателната повърхност на всяко ребро ще бъде около 0,14–0,16 м².

Въз основа на тези цифри може да се прецени колко секции ще са необходими за конкретния контур. За всеки 10 квадратни метра площ на къщата са нужни 1 kW, което приблизително се равнява на 0,1 м² нагревателна площ на топлообменник от чугун.

Ребрата на чугунния радиатор обикновено се свързват с помощта на уплътнения от топлоустойчива гума. В пещната горивна камера такова гумено уплътнение ще изгори, то трябва да се смени с азбестов шнур.

Още един момент при използването на чугунен радиатор като топлообменник е проблематичното му почистване от сажди отвътре на горивната камера. От време на време горивната камера трябва да се почиства, а релефните ребра на „чугуна“ ще пречат значително.

Най-оптималният вариант на топлообменник е стоманен под формата на:

• серпентина от няколко тръбички;
• обвивка от листова стомана.

Правят ги от нисковъглеродна стомана Ст10…Ст20 с дебелина 4–5 мм. Ако се вземат тръби, то с диаметър 30–50 мм.

Най-лесно е да се направи стоманен топлообменник от листова стомана – но в топлообмена ще участва само повърхността, обърната навътре към огъня в горивната камера.

Тръбният вариант е по-ефективен в топлообмена, но е и по-трудоемък за изработка.

За изчисляване на топлообменника трябва да се използва формулата:

Qy=K*(Tcp-Tk)

където:

• K – коефициент на топлопреминаване на материала (за нисковъглеродни стомани се взема 15–20, а за сив чугун – 50);
• Tcp – средна температура на нагряващата среда в горивната камера (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – средна температура на топлоносителя (тподаване+твръщане)/2.

Ако в печката се изгарят дърва, то Tcp=(700+300)/2=500 °C и Tk=(80+60)/2=70 °C. В крайна сметка Qy=15*(500-70)=6450 kcal/час. Тоест на квадратен метър от повърхността на топлообменника, обърната към огъня, ще се получи приблизително 7,5 kW/час.

За въглища изчисленията са следните – Tcp=(1000+600)/2=800 °C и Tk=70 °C. Qy=15*(800-70)=10 950 kcal/час=12 734 W/час. Квадратен метър от повърхността на топлообменника ще даде около 12,7 kW/час.

След това разделяме необходимата за отопление на конкретната къща мощност на изчислената цифра, в зависимост от плановете за използване на един или друг вид гориво.

Например, за къща от 150 м² са необходими около 15 kW. Ако тя ще се отоплява с дърва, то ще е необходим топлообменник с площ на топлообмена от 15/7,5=2 м². Това е повърхността, която е обърната към пламъка и се нагрява.

Ако е избран тръбен серпентина, то дължината му се изчислява по формулата:

S=2*3,14*D*L

където:

S – изчислителна площ;

D – диаметър на тръбите;

L – необходимата дължина.

Параметрите на кожуха от стоманен лист се изчисляват още по-лесно, той обикновено представлява два правоъгълника отстрани на горивната камера.

Избор на най-оптималния вариант

Във вече построена къща ще бъде трудно да се постави масивна тухлена печка. Водното отопление в този случай е най-добре да се организира на базата на метална буржуйка (метална печка), която е разрешено да се постави на подсилен дървен под без изливането на фундамент.

Ако обаче има възможност да се направи фундаментна основа както трябва, то предпочитание трябва да се даде на по-надеждната тухлена пещна конструкция.

Воден контур в къщата за печка на дърва е най-добре да се направи от дебели стоманени тръби и с естествена циркулация на топлоносителя.

Инсталирането на циркулационна помпа и/или хидроакумулатор в разглеждания отоплителен кръг е напразна загуба на пари и нулева допълнителна полза. Те само ще усложнят монтажа на системата. А при прекъсване на електрозахранването тези устройства дори ще създадат проблеми. Докато вариантът за отопление без тях при проблеми в електрическата мрежа ще продължи спокойно да отоплява къщата.

Изводи и полезно видео по темата

Избор на формата на топлообменника за дървена печка:

Преглед на тухлена печка за водно отопление в къща:

Устройство на отоплително-готварска печка от тухла с разбор на редовете на конструкцията:

Да се нарече водното отопление на основата на дървена печка идеално и високоефективно е трудно. Но този вариант за отопление на частни къщи е най-надежден, а също така евтин и лесен за реализация. Просто не трябва да се допълва такъв контур с циркулационна помпа и автоматика. Те работят от електрическата мрежа и правят цялата система неавтономна, неутрализирайки един от основните ѝ плюсове.