Печь с котлом водяного отопления – экономичный вариант домашней системы отопления

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения чертежи и схемы

Перед тем, как начать изготовление котла, необходимо определиться с его конструкцией. Ее выбор зависит от назначения агрегата. Если он предназначен для отопления небольшого хозяйственного помещения, гаража или дачного домика, то делать в нем водяной контур не обязательно. Обогрев такого помещения будет происходить непосредственно от поверхности котла, путем конвекции воздушных масс в помещении, как от печи. Для большей эффективности можно устроить принудительное обдувание агрегата воздухом при помощи вентилятора. При наличии системы жидкостного отопления в помещении, необходимо предусмотреть устройство в котле контура в виде змеевика из трубы или другой аналогичной конструкции.

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления

Выбор варианта зависит и от типа твердого топлива, которое нужно будет использовать. Для отопления обычными дровами требуется увеличенный объем топки, а для применения мелких топливных гранул можно устроить специальную емкость, из которой гранулированное топливо подается в котел автоматически. Для изготовления котла твердотопливного длительного горения своими руками, чертеж можно взять и универсальный. Он подойдет для любого вида используемого твердого топлива.

Чертеж твердотопливного котла длительного горения мощностью 25/30/40 кВт

Расскажем пошагово, каким образом и из каких деталей можно сделать котел отопления на твердом топливе длительного горения по предложенной схеме:

• подготовим место, где будет установлен будущий агрегат. Основание, на котором он будет стоять, должно быть ровным, прочным, жестким и огнеупорным. Лучше всего для этого подойдет бетонный фундамент или толстая чугунная либо стальная плита. Стены нужно обить тоже огнеупорным материалом, если они деревянные;
• собираем весь необходимый материал и инструменты: из которых нам понадобиться аппарат для электродуговой сварки, болгарка и рулетка. Из материалов: листовая 4-мм сталь; 300 – мм стальная труба со стенками 3 мм, а также другие трубы 60 и 100 мм диаметром;

• для того, чтобы изготовить котел на твердом топливе длительного горения, нужно из большой 300 – мм трубы вырезать кусок длиной 1 м. Можно и немного меньше, если в этом есть необходимость;
• из стального листа вырезаем дно по диаметру трубы и привариваем его, снабдив ножками из швеллера длиной до 10 см;
• распределитель воздуха выполняем в виде круга из листа стали с диаметром на 20 мм меньшим, чем труба. В нижнюю часть круга приваривается крыльчатка из уголка с размером полки 50 мм. Для этого можно использовать и швеллер аналогичного размера;
• сверху в середину распределителя привариваем 60 – мм трубу, которая должна быть выше котла. В середине диска распределителя прорезаем отверстие по трубе, так, чтобы был сквозной туннель. Он нужен для подачи воздуха. В верхней части трубы врезается заслонка, которая позволит осуществлять регулировку подачи воздуха;

Схематическое изображение устройства котла, работающего на твердом топливе

• в самой нижней части котла изготавливаем небольшую дверку, снабженную задвижкой и петлями, ведущую в зольник для удобства удаления золы. Сверху в котле прорезаем отверстие для дымохода и привариваем в это место 100 – мм трубу. Вначале она идет под небольшим углом вбок и вверх на 40 см, а потом строго вертикально вверх. Проход дымохода через перекрытие помещения должен быть защищен по правилам противопожарной безопасности;
• заканчиваем сооружение котла отопления на твердом топливе длительного горения изготовлением верхней крышки. В ее центре должно быть отверстие для трубы распределителя потока воздуха. Прилегание к стенкам котла должно быть очень плотным, исключающим попадание воздуха.

Чертеж с размерами для создания твердотопливного котла своими руками

Полезный совет!Чтобы разжечь, изготовленный своими руками, котел твердотопливный длительного горения, чертеж которого был представлен выше, необходимо: снять крышку и поднять регулятор, заполнить котел топливом доверху и облить его горючей жидкостью, все поставить на место и бросить горящую лучину в трубу регулятора. Когда топливо разгорится, снизить поток воздуха до минимума, чтобы оно начало только тлеть. После этого произойдет возгорание пиролизного газа и котел запустится.

Технология сооружения печи с водяным контуром

В первую очередь стоит заметить, что эта работа – не из простых, и очень желательно наличие у новоявленного мастера хотя бы начальных навыков кладки печей или других кирпичных конструкций.

Итак, вы готовы сложить свою собственную печь. Что для этого надо? Первым делом нужно приготовить необходимые элементы. Теплообменник – сердце всей системы – можно купить у производителя или сделать самостоятельно из подручных материалов – листов металла или труб. Схема, по которой нужно действовать, может быть найдена в интернете или составлена самостоятельно, если вы обладаете хорошей фантазией и конструкторской жилкой. В таком случае приспособление будет идеально подходить под условия эксплуатации, а также будут детально учтены особенности варочной поверхность или печи, в которой будет производиться установка теплообменника.

Подготовка к строительным работам

Прежде, чем приступить к кладке печи с водяным контуром, нужно проконсультироваться с опытными специалистами. Оптимальным местом для установки конструкции считается центральный участок дома. Топка должна выходить в кухню или другое нежилое помещение

Корпус, наоборот, важно разместить внутри жилой комнаты. Подобная планировка обеспечит эффективное отопление сразу нескольких комнат.

На размеры печи влияет общая площадь обогреваемого здания. По приблизительным расчетам, 1 м2 печи в состоянии обогреть примерно 35 м2 дома. Исходя из этого соотношения, можно легко рассчитать габариты обогревателя в каждом конкретном случае. Бывают ситуации, когда приобретаются регистры для готовых конструкций. Более практично вначале купить регистр, а потом под него проектировать печь подходящих размеров.

1 Особенности устройства и работы совмещенной обогревательной системы

Русская печь всегда была центром притяжения в деревенском доме. В ней готовили пищу, вокруг холодными зимними вечерами собиралась вся семья, каждый хотел получить свою долю желаемого тепла. Никто не стремился уединиться в дальнем углу или возле окна – оттуда тянуло сыростью и холодом. Современные печи в значительной степени унаследовали этот недостаток: рядом с ними даже жарко, но чем дальше, тем холоднее. Качественная теплоизоляция немного нивелирует этот минус, но не полностью.

Комбинированный отопительный прибор, которым является печь с водяным контуром, совмещает в себе преимущества твердотопливного котла и традиционного обогрева дровами. Ее отличие от покупного оборудования в том, что нагревается вода и стенки печи, которые вместе обогревают помещения. В отличие от металлического котла, который быстро охлаждается после прекращения топки, кирпич аккумулирует энергию и отдает ее продолжительное время.

Функцию нагрева теплоносителя, который циркулирует по трубам и радиаторам, выполняет изделие из металла, размещенное в топливнике. Существует много вариантов его исполнения, но суть всегда одна – это емкость, наполненная водой, которая имеет вход и выход, подключенные к отопительной системе. Конструкцию со всех сторон закрывает кирпичная стенка. Огонь, разведенный в такой печи, нагревает не только кожух, но и воду. Тепловая энергия отдается от нее через трубы и радиаторы в помещения, довольно удаленные от исполняющего роль котельной.

Сама печка своими стенками обогревает комнату, где размещена, и в меньшей степени смежные. Основное преимущество, которым она обладает, имея встроенный котел, что отапливает горячей водой все здание. В этом отношении она выполняет ту же функцию, что и твердотопливный котел. Отличается от большинства покупных металлических изделий тем, что используется при желании хозяев для приготовления пищи. Один из возможных вариантов такой печи – монтаж водогрейного устройства внутри варочной плиты.

Могут появиться сомнения относительно расхода дров или угля и эффективности конструкции. Обычное печное отопление за час производит около 6 тысяч килокалорий, прогревая небольшое строение из одной-двух комнат. В совмещенной модели основная нагрузка приходится на водяной котел, который производит бо́льшую часть тепловой энергии, отдает ее на площадь, значительно превосходящую ту, где находится источник. При этом количество сжигаемого топлива сопоставимо с обычной печью, а покупной котел расходует гораздо больше.

Устройство эффективное, при одновременном функционировании обоих модулей способно производить около 20 тыс. ккал в час. Этого достаточно, чтобы обогреть здание площадью 300 м2. В непрерывной топке нет необходимости, чем страдает газовая система, где автоматика отключает котел только на непродолжительное время. Достаточно поджечь дрова 2 раза в сутки и поддерживать огонь несколько часов, чтобы даже при сильном морозе в доме было комфортно.

Существуют небольшие минусы подобной системы. Встроенный теплообменник уменьшает объем топливника, печь прогревается не в такой степени, как без него. Находят компромисс между размерами в зависимости от того, на какой модуль планируется возложить большую нагрузку. Второй вариант – печь длительного горения, когда температура практически в течение суток будет одинаковой, только во время перезагрузки немного упадет. Правда, к ней предъявляются особые требования.

Дача, где хозяева бывают изредка, не подходит для водяной системы – зимой теплоноситель замерзнет. Летом варочную плиту со встроенным котлом невозможно топить – в комнатах будет очень жарко. Сливать воду нельзя по двум причинам: металл сильно разогревается без охлаждения, при постоянном использовании перегорает. Второе нежелательное последствие – трубы изнутри ржавеют, постепенно выходят из строя. В таких случаях применяют альтернативные способы приготовления пищи.

Преимущества совмещенной системы и недостатки

Печка с котлом отопления каменка традиционного типа состоит из таких компонентов, как колосники, дымоотводный канал, зольник и камера для топки. Эти атрибуты классической деревенской печи знакомы любому жителю деревни. Что касается современных печек, то визуально они почти полностью идентичны, однако они обладают несколько иными характеристиками:

• Простая деревенская печь за час работы выделяет не более 6500 Ккал тепла. Этого количества тепла хватит на обогрев дома с небольшой площадью. Данный метод отопления идеально подойдет для дачного домика.
• Если печное отопление скомбинировать с водяным, то производительность повысится в несколько раз. Также можно будет обогреть и большую площадь дома. При этом будет сжигаться то же самое количество твердого топлива. Кроме этого, в атмосферу будет выбрасываться не так много отработанных газов, что позволит повысить экономичность системы.
• Для того чтобы добиться еще более высокой эффективности, можно совместить  такие две отопительные системы, как конвекционную и водяную. Во время одновременной работы двух систем будет суммироваться их производительность. За один час работы такой тандем будет вырабатывать до 21000 Ккал. Такого количества тепла хватит для обогрева дома с площадью до 300 кв. метров.
• Важным преимуществом такой отопительной системы можно назвать доступность топлива. Обычно для работы такой отопительной системы применяются дрова или дрова и уголь. Такое топливо является наиболее доступным и стоит относительно недорого.

Дрова являются самым доступными топливом для отопления

• Печь с котлом водяного отопления не нуждается в постоянной топке. Чтобы такая система функционировала, потребуется закладывать топливо всего 2 раза в день. Независимо от того, какая температура на улице, в доме можно будет создать наиболее оптимальный для вас микроклимат.
• КПД обычной деревенской печи достигает максимальной отметки в 50%. В случае если скомбинировать две отопительные системы, то этот показатель повысится до отметки в 85%. С учетом того, что для организации отопительной системы используется печь на дровах, то такой показатель является идеальным.

Есть у печного отопления и свои недостатки. Такая печь-котел для отопления дома может быть монтирована не только в дачном или деревенском доме, иногда ее устанавливают в загородных домах, относящихся к элитной категории. Иногда такие печные котлы отопления могут выполнять не только роль источника тепла, но и декоративную задачу.

Печь может быть прекрасным украшением дома

Печь для бани из трубы или старого баллона

Отличие этой конструкции от предыдущей в том, что бак с водой располагается непосредственно над топливником. Для работы понадобятся: труба для печи и бака (толщина стенок 1 см, диаметр 50 см, высота 150 см); труба для каменки (толщина стенок прежняя, а диметр 35см); кран врезной; металлическая арматура; петли для дверец; листы стАльные толщиной аналогично трубам; инструменты для сварки, резки металла.

Печь для бани из трубы

• Делим трубу большего диаметра надвое, используя болгарку. Из одной части (длина 60 см) будем монтировать бак для воды, из второй (90 см)– конструировать отопительный прибор для бани.
• На листе стали делаем разметку, чтобы вырезать круг, равный по диаметру трубе – корпусу печи. Для этого удобно использовать баллончик с краской или маркер. Этот круг послужит донышком конструкции. Герметично привариваем его к трубе.
• Сразу же делаем ножки конструкции. Для этого укрепляем донышко печи для бани металлическим каркасом из профилей. Высота каркаса 10-15 см.
• После того, как печь твердо стоит на ножках, рисуем на корпусе прямоугольник 25х7 см. Этот кусочек металла будет дверцей поддувала. Вырезаем его болгаркой, оснащаем петлями, скобой-ручкой и щеколдой.

• Делаем колосник. Его задача: пропускать воздух из поддувала в зону горения, удерживать топливо и не препятствовать попаданию пепла и золы в нижнюю камеру печи. Такую решетку можно изготовить из отрезков арматуры или листа металла с вырезанными в нем отверстиями. Колосник необходимо закрепить сваркой во внутренней части трубы на высоте 12-15 см от донышка.

• Выше колосника будет располагаться топливник. Дверцу для него вырезаем размером 25х30 см, отступая от уровня колосника около 20 см. Устанавливаем дверку аналогично поддувальной.

• Каменку будем сооружать из арматуры. Изгибая ее в разные стороны, придаем прутьям арматуры форму корзины, скрепляем их между собой пластичной проволокой. Сюда будем укладывать камни для печи. «Корзинку» устанавливаем на верхнюю часть трубы. Здесь же прорезаем дверцу любой формы и вновь оборудуем ее петлями, задвижкой.

• Далее займемся баком для воды. Корпус бака – это труба, длиной 60 см. Для этой трубы вырезаем донышко, в котором в свою очередь вырезаем отверстие и пропускаем сквозь это отверстие трубу дымохода. Закрепляем детали сваркой. Ближе ко дну бака врезаем кран.

• Теперь собираем две части печи воедино так, чтобы бак располагался строго над топливником. Производим сварной шов.

• Крышку для бака удобно сделать двустворчатую. Вырезаем круг, делим его на две равных части, одну из которых наглухо привариваем к баку, другую крепим с первой половинкой петлями. Чтобы удобнее было открывать бак, крышку оснащаем ручкой-скобой из арматуры.

Таким образом, из самых простых материалов можно быстро и дешево соорудить печь для бани своими руками, при этом она ничем функционально не будет отличаться от покупного аналога! Выполняя работу качественно и не спеша, вы получите результат, который будет радовать вас и ваших гостей многие годы!

Про теплообменник

При сооружении печи из кирпича с котлом водяного отопления своими руками следует учитывать множество факторов и рассчитывать проект в комплексе. Любой вид материалов и конструкций имеют свои достоинства и недостатки.

Смонтировать регистр с водой в печь можно несколькими способами:

• Внутри очага;
• В дымоходе;
• В теле печи, рядом с очагом.

В зависимости от места расположения, выбирают материал для теплообменника и его форму:

• Медные – эффективные, благодаря высокой теплопроводности металла, но из-за низкой температуры плавления меди, необходимо постоянная циркуляция воды в системе;
• Стальные – для котлов применяются жаропрочную сталь с толщиной стенки 4-5 мм. Для долгой службы стальных конструкций воду из них сливать не рекомендуется.
• Нержавеющая сталь – дорогой, но наиболее подходящий материал для котла. К недостаткам можно отнести только трудоемкость изготовления.

При выборе вида материала и места установки теплообменника стоит помнить, что расположив водяной контур в очаге, в летнее время вся система будет нагреваться, чтобы этого избежать придется выводить отдельные батареи для снятия лишнего тепла.

При установке теплообменника в дымоходе, в конструкцию печи вносят дополнительные заслонки, которые не нагревают котел во время летней эксплуатации печи. При этом следует учитывать, что теплообменник должен быть большего объема, чем при встраивании его в очаг. Кроме этого, котел не должен снижать пропускную способность дымовых каналов.

Расчет мощности и размеров

Для нормального обогрева помещения необходимо правильно рассчитать площадь регистра и его мощность. Для кирпичной печи достаточно приблизительного расчета, точный сделать невозможно, из-за множества факторов и переменных.

Из практики известно, что для отопления 10 м2 помещения требуется 1-1,5 кВт энергии. С одного квадратного метра теплообменника можно получить 5-10 кВт. Чтобы определить мощность регистра более точно, необходимо учесть:

• Месторасположения змеевика в печи;
• Вид топлива – дрова, уголь. При сжигании, дрова дают меньше тепловой энергии.
• Примерную температуру в очаге и месте расположения теплообменника;
• Среднюю температуру воды во всем контуре;
• Коэффициент теплоотдачи материала, из которого сделан змеевик.

По мере сгорания топлива, мощность теплообменника будет снижаться, поэтому рассчитанную площадь змеевика лучше увеличить на 10-15%.

Особенности кладки

На вопрос, как сделать кирпичную печь с котлом своими руками, невозможно дать однозначного ответа, так как существует множество схем изготовления. Однако приведем для вас объяснения для одной из популярных порядовок.

1-й ряд выполняется сплошной кладкой за исключением одного стесанного кирпича, необходимого для образования незначительного уклона к зольнику.

Во 2-м ряду (и во всех последующих) аккуратно выполняется перевязка швов, а также монтируется дверца поддувала.

3-й ряд – это уровень, на котором устанавливается первая дверка поддувала.

4-й ряд сложно выложить, опираясь лишь на порядовку. Во-первых, тут устанавливается еще одна прочистная дверца с правой стороны печи. Во-вторых, здесь необходимо сделать опору под духовой шкаф из половинки кирпича, а также монтировать пару колосниковых решеток.

На 5-м ряду оставляются прочистные отверстия или даже дверцы. Если вы остановились на прочистных дверцах, то они закрепляются в кладке одновременно с установкой котла. Вершина котла должна приходиться на место выхода трубы, через которую «подается» горячая вода. Это месторасположение не случайно: так вы сможете снизить риск завоздушивания системы.

На 6-м ряду закрепляется топочная дверца, а на 7-м перекрываются прочистные дверцы.

8-й ряд кладется с чередованием швов и он же закрывает два дымохода, находящиеся за котлом.

С 9-го по 12-й ряды кладутся одинаково. Единственное, о чем вам стоит помнить, — это перевязка швов.

13-15-й ряды выкладываются из огнеупорного кирпича. Это условие обязательно! Эти три ряда кладки перекрывают камеру отопления, а 16-й ряд служит дополнительным перекрытием.

На 17-м ряду стоит определиться с размерами горизонтальных рядов верхней камеры отопления. И на этом же уровне нужно монтировать четыре прочистных дверцы.

18-м рядом окончательно перекрывается горизонтальный канал.

А 19-й ряд прикрывает ранее монтированные прочистные дверцы.

Важность 20-го ряда в том, что тут определяются габариты дымохода. Далее вплоть до 30-го ряда кладка выполняется согласно предложенной порядовке с перевязкой швов

Далее вплоть до 30-го ряда кладка выполняется согласно предложенной порядовке с перевязкой швов.

На 37-м или 38-м ряду нужно перекрыть перекрышу печной конструкции и монтировать дымовую задвижку.

С 39-го ряда можно начинать класть дымовую трубу.

Отлично зарекомендовали себя печи с двухтрубными системами водяного отопления, в которых в верхней точке монтируется расширительный бак. Дело в том, что расширительный бак компенсирует увеличение объема теплоносителя при температурных скачках в нем.

Требования к отопительным системам

Системы водяного отопления, подключенные к котлам, могут иметь естественную (гравитационную) циркуляцию или принудительную — с циркуляционным насосом.

Гравитационные системы обычно подключают к теплообменникам, встроенным в дымовые каналы. Они медленнее нагреваются и в них ниже риск перегрева и закипания воды. Эффективность таких систем ниже, они подходят для небольшого, чаще одноэтажного дома. Движение воды в трубах происходит по законам физики: теплая вода поднимается вверх — в радиаторы, а холодная стекает вниз и возвращается в котел. Их легко рассчитать и сделать своими руками.

Для монтажа принудительной системы потребуется купить и установить циркуляционный насос, подобрав подходящую по мощности и цене модель. Он с заданной скоростью прогоняет весь объем теплоносителя по системе, в результате чего жидкость быстро нагревается в котле и поступает в радиаторы. Такие системы обычно подключают к котлам и теплообменникам, расположенным непосредственно рядом с топкой. Они способны быстро прогреть большую площадь, поднять воду на высоту второго этажа, обладают высоким КПД.

Следует отметить одну особенность работы кирпичной печи с водяным контуром, включающим циркуляционный насос. Насос работает от электрической сети. При внезапном отключении электроэнергии циркуляция воды в системе прекращается, вода в теплообменнике быстро перегревается, образуется пар, и может произойти взрыв котла.

Эту проблему в котлах длительного горения промышленного производства решают автоматическим отключением котла при исчезновении электроэнергии и остановке насоса. Быстро отключить кирпичную печь, обладающую запасом тепловой энергии невозможно. Нужно или восстановить работу насоса, включив аварийный источник электропитания, или погасить печь и принять меры к снижению давления в системе.

Для обеспечения безопасности в системах с принудительной циркуляцией и теплообменником, расположенным в топке, необходима установка аварийного клапана, сбрасывающего излишек давления в системе! Цена экономии на мерах безопасности может быть очень высока!

Достоинства комбинированной отопительные системы

• Экономичность системы. Строительство печи или переоборудование уже готовой не потребует серьезных финансовых вложений, и как отопительный прибор она не нуждается в сложном и дорогом обслуживании.
• Можно совместить печь с камином и получить не только отопительный прибор, но и уникальный декоративный элемент, который может стать главной достопримечательностью интерьера.

Внешний вид печи может быть выбран владельцем дома

• В доме создается особый уют и атмосфера, которую можно создать только с помощью этого живого способа отопления.
• Сравнительно высокий КПД. Если печь сложена грамотным специалистом по хорошей схеме, ее производительность будет достаточно высокая, вплоть до 60% в сравнении, например, с жидкотопливным котлом.

Типы печного отопления

В нашем случае это использование существующей печки. Самым простым и доступным вариантом отопления является установка специального водогрейного бака, при котором отдельная дровяная печь не нужна. Сделать печь с водяным отоплением вполне по силам любому хозяину, затраты минимальные, особых подготовительных работ не требуется.

Печь из кирпича обязательно устанавливать в помещениях с хорошим доступом воздуха, хорошо вентилируемых.

Водогрейный бак

Водогрейный бак готовится заранее. Главное требование к его изготовлению – это качество листовой стали, которая должна не только хорошо выдерживать термические воздействия, агрессивность теплоносителя, но и хорошо проводить тепло, передавать его от печки воде.

Толщина стенок бака эконом печи должна быть 3-4 мм, это обеспечивает более быстрый прогрев дома. Стандартных размеров бака не существует, их подбирают индивидуально от ширины печной чугунной плиты, или самой плиты, это и будет длиной бака.

https://youtube.com/watch?v=45PU_D1c0_8

Ширина может составлять 20-30 см, главное, чтобы к печке оставался удобный доступ, высота — не менее 400 мм. В нижнем и верхнем углу, напротив друг друга, что обеспечит циркуляцию теплоносителя, для дальнейших монтажных работ, обвязки трубами вваривают два патрубка, можно две резьбы.

Готовый бак можно покрасить серебрянкой, это продлит срок службы, сделает привлекательнее его вид.

Далее монтируется дровяное отопление, обвязываются регистры.

Получается печь с котлом водяного отопления. Но много регистров при таком отоплении использовать не получится, по причине низкой эффективности системы, обычно устанавливают в дальней комнате, где приток теплого воздуха затруднен. Достоинством считается легкость установки, печь с водяным отоплением не требует переделки существующей системы, обслуживать такую схему обогрева удобно, потому что все на виду.