Печка с водна верига за отопление на къща: характеристики на отоплението на печката + избор на оптимална опция

Дърва за огрев и въглища остават в много региони най-достъпните видове гориво, използвани за отопление на частни вили. Отоплението с печка обаче се избира не само поради ниската цена и наличието на енергия, но и поради ниската цена на нейното инсталиране.

Освен това, в допълнение към много предимства, печка с водна верига за отопление на къща има и много недостатъци. Тази опция не винаги е оптимална. Нека се опитаме да разберем нюансите на такава отоплителна система.

Характеристики на отоплението с печка

Отоплението с печка е норма за руските села, чиято надеждност и практичност е доказана от векове. И днес в много селски къщи има пещи с печка за приготвяне на храна и огнище за печене на хляб.

Някои от тях са оборудвани с воден кръг за отопление, а други не. Но собствениците на селски къщи не бързат да ги изхвърлят и да ги заменят с модерни котли. Все още не е измислен по-безпроблемен и безпроблемен метод за отопление.

Без водна верига в цялата къща, печка на дърва може да отоплява само малко пространство около себе си. За отопление на една или две стаи тази опция е приемлива, но за голяма вила вече не е възможно.

Следното се изгаря като гориво в такива селски печки:

• въглища;
• торф;
• дърва за горене;
• брикети (eurowood).

Няма фундаментална разлика между тези видове гориво от гледна точка на дизайна на пещта вътре и окабеляването на системата за отопление на водата в частна къща. Някои от тях отделят повече топлина, докато други изгарят по-дълго. Но дизайнът на горивната камера и разположението на тръбите с охлаждаща течност в помещенията са еднакви във всички случаи.

Когато правите избор в полза на отоплението на печката, не забравяйте за стандартите за пожарна безопасност при изграждането на тухлени печки - само тяхното стриктно спазване ще намали риска от пожар до минимум

Сред предимствата на отоплението с печка са:

• липса на зависимост от наличието на електроенергия в мрежата;
• относително ниска цена за инсталиране на отоплителна система;
• ниска цена на твърдо гориво и възможност за използване на различни видове гориво;
• изключителна лекота на работа;
• дългосрочен топлопренос (за тухлени конструкции);
• универсалност - подходяща за затопляне и готвене на храна едновременно.

Ако частна къща не може да бъде свързана към магистрален газ, тогава печката на дърва ще бъде най-добрият избор за нейното отопление.

Единственото изключение е, когато въглища или дърва за огрев не са налични в определен район. Но тази опция в Русия е по-скоро изключение, отколкото норма.

Двата основни недостатъка на пещите с водна верига са невъзможността за автоматизиране на работата и трудността при регулиране на топлообмена в отделни помещения

Също така сред недостатъците на отоплението на печката трябва да се спомене:

• дълго загряване на системата, преди да започне пренос на топлина;
• загуба на полезно пространство в къщата поради масивността на печката;
• голямо тегло на конструкцията на тухлената печка;
• ниска ефективност поради загубата на значително количество топлина в тръбата;
• висока опасност от пожар, ако се използва неправилно.

Тухлена печка за отопление и готвене за частна къща с отопление на вода, в зависимост от дизайна и броя на редовете, може да тежи от 1,5 до 10 тона. Плюс теглото на тръбата се добавя тук.

Основата за такава маса изисква мощна и скъпа основа, която също може да се нарече недостатък на разглежданите отоплителни системи.

Печка устройство за нагряване на вода

Пещта за въпросната отоплителна система в идеалния случай трябва да бъде изчислена и построена едновременно с къщата. Ако вече е построена жилищна сграда, тогава ще бъде трудно да се монтира тухлена печка в нея. И често това се оказва напълно невъзможно поради необходимостта от изграждане на солидна основа и възстановяване на рафтовата система.

Пещ за отопление на вода в частна къща може да бъде направена не само от тухла, но и от стомана под формата на тенджера с топлообменни тръби около горивната камера за нагряване на охлаждащата течност

Отоплението на водата чрез печка се състои от:

• самата печка (метал или тухла);
• топлообменник вътре или около горивната камера на печката, както и под формата на намотка около комина;
• верига с охлаждаща течност, разпределена в цялата къща и разширителен резервоар на тавана.

Също така в някои случаи тази отоплителна система е допълнена с циркулационна помпа и хидравличен акумулатор. Тази разширена опция обаче се използва изключително рядко, тъй като изисква непрекъснато захранване и води до увеличаване на цената на цялата верига.

И основното предимство на отоплението с водна печка е ниската цена на устройството. Не си струва да го допълвате със скъпи и склонни към счупване елементи.

Диаграма на циркулацията на водата във веригата

Системата за отопление на водата в къщите е изградена с естествена (гравитационна) или принудителна циркулация на охлаждащата течност.Ако е направена на базата на печка на дърва, тогава е най-добре да се даде предпочитание на първия вариант.

Електрическата схема с естествена циркулация на водата е по-евтина от принудителния аналог и също така, за разлика от нея, не изисква захранване

Препоръчително е да инсталирате отопление с водна печка само в едноетажни къщи с площ до 150 m². В този случай тя може да бъде направена гравитационна без допълнителни помпи.

Ако трябва да отоплявате вила на няколко или повече етажа, тогава е по-добре да направите това с помощта на по-мощен котел. Пещта за такива сгради ще трябва да бъде построена просто огромна, което е скъпо за изпълнение. Да, и всеки път ще трябва да слагате значителни количества гориво в него. Но това е силно обезкуражено поради повишения риск от пожари.

Класическа отоплителна система с печка с естествена циркулация на водата се състои от:

• топлообменник като част от печката;
• метална тръбопроводна верига;
• радиатори (обикновено заменени с дебели тръби в стаите);
• разширителен съд.

Ако решите сами да направите отопление на водата в селска къща, тогава е по-добре да я проектирате според тази схема. Инсталирането и изчисляването на тази опция е по-лесно, отколкото при принудително движение на водата.

Система с циркулационна помпа е по-подходяща за котли, базирана на печка, тя губи повишената си ефективност на топлообмен

Ако котелът е автоматизиран и постоянно загрява вода според нуждите, тогава печката на дърва се загрява веднъж или два пъти на ден. Именно в тези моменти охлаждащата течност в горивната камера на пещта се нагрява, за да освободи топлина в помещенията. После да го караш с помпа през тръбите на веригата е безсмислено. Така или иначе нищо няма да затопли водата в студена камина.

Когато избират печка на дърва или въглища, собствениците на частни къщи обикновено очакват да получат автономна отоплителна система. Ако инсталирате в него помпено оборудване, което изисква захранване от електрическата мрежа за работа, тогава ще бъде трудно да се говори за автономност.

Фурна - тухла или метал

Тухлената фурна отнема повече време за загряване, но също така отнема повече време за пренос на топлина в пространството около нея. Стоманеният аналог, напротив, бързо се нагрява и се охлажда също толкова бързо, след като горивото изгори. Този проблем е частично решен поради наличието на големи количества охлаждаща течност във водния кръг.

Въпреки това, колкото повече вода трябва да се съхранява в системата, толкова по-скъпа става тя по отношение на материалите.

Метална тенджера с водна серпентина за отоплителния кръг в частни домове може да се постави директно върху дървен под без инсталиране на специална основа

Стоманена пещ за нагряване на вода с мощност 5–15 kW - без гориво и вода е конструкция с тегло 100–300 kg. Такава печка може безопасно да се постави върху подсилени трупи. Основите на печката трябва да се излеят, когато печката тежи над 700–800 kg. Сега, ако е тухла, тогава определено не можете да правите без бетонна работа.

В сравнение с металната печка, тухлената печка тежи повече, струва повече и е по-трудна за инсталиране. Въпреки това има по-висока ефективност и по-малък риск от замръзване на веригата с разкъсване на тръбата поради образуването на лед вътре. Ако решите да направите всичко напълно за себе си и постоянно пребиваване, тогава се препоръчва да изберете тухлена опция.

Тръби - неръждаема стомана или метал-пластмаса

Ако отоплителната система е изградена на базата на водогреен котел, тогава тя може да бъде тръбопроводена не само със стоманени тръби, но и с металопластични и полипропиленови тръби.Въпреки това, ако водата се нагрява от печка на дърва, тогава веригата с охлаждащата течност от нея трябва да бъде създадена само от неръждаема стомана.

При голямо натоварване на дърва за огрев водата в намотката на пещта може бързо да се нагрее до 100 градуса и да заври; само стоманата може да издържи на такива температури за дълго време

Металопластиката е проектирана да работи с охлаждаща течност, нагрята до 90–95 °C. За кратко време издържа на нагряване до 110–120 °C. В същото време автоматизацията на котли и котли първоначално не позволява водата да се затопли до такива градуси. За подово отопление загрява до 30–45 °C, а за радиатори до 60–65 °C.

Въпреки това, в случай на печка на дърва, температури под сто са не само възможни, но далеч не са необичайни. Не се препоръчва да поемате рискове и да играете на руска рулетка, като тръбопроводите тази печка с металопластични тръби. Най-добре е да се даде предпочитание на по-надеждна неръждаема стомана.

В допълнение, тръбите, излизащи от пещта от намотката за свързване на тръбите на веригата, определено ще се нагреят до много високи температури. Те са отделени от открит огън на по-малко от половин метър. Опасно е свързването на каквито и да било пластмасови тръби към тях поради риск от разтопяване.

Топлоотвеждане - радиатори или регистър

Топлината се подава от печката към отоплителния кръг на части от няколко часа, докато дърва или въглища горят в пещта. Ако в отоплителната система няма достатъчно вода, къщата бързо ще изсъхне. Следователно в селата такова отопление обикновено се прави от дебели стоманени тръби, а не на базата на радиатори, по-познати на градските жители. Отоплителният регистър за печки на дърва е просто перфектен.

Класическата схема на отопление с водна печка с естествена циркулация включва директен контакт на водата с атмосферата през разширителен резервоар, но въздухът в охлаждащата течност е противопоказан за конвенционалните батерии

Тръба от неръждаема стомана с диаметър 80–120 mm, положена в цялата къща, е отоплителен регистър, състоящ се от захранване от печката и връщане към нея. В стаята, която е най-отдалечена от горивната камера, тези линии са свързани заедно, а в останалите помещения те са положени под формата на два тръбопровода по външните стени.

Регистърът не изглежда толкова естетически приятен, колкото радиатора. Но първият вариант е много по-евтин и по-лесен за правене от втория. За да го приложите, просто трябва да имате опит в работата със заваръчна машина.

Площта на топлообмен за такава верига се изчислява чрез умножаване на PI числото по диаметъра и дължината на тръбата. Плюс това, при изчисленията е необходимо да се вземе предвид топлинното налягане в подаването и връщането, както и вертикалното разстояние между тръбопроводите.

Често обаче такива изчисления не се правят, а се взема тръба с диаметър 80–100 mm и се полага по периметъра на цялата жилищна сграда с контур в задната стая. В този случай преносът на топлина се регулира „на око“ и експериментално в резултат на добавяне на определено количество гориво към горивната камера.

Не е за нищо, че регистрационните вериги, съчетани с водни пещи, са толкова често срещани. Дори не е необходимо да ги изчислявате, просто вземете подходяща тръба и я заварете заедно.

Избор на топлообменник за пещта

Топлообменникът в печката може да бъде изработен от мед, стомана или чугун. По-добре е веднага да изключите медния вариант поради високата цена. Запояването на такова устройство сами е изключително проблематично.

Чугунените батерии трябва да се монтират вътре в горивната камера с повишено внимание - поради температурен шок отделни секции могат да се отделят от съседни елементи

По технически параметри чугунът превъзхожда стоманата. Въпреки това, да направите сами топлообменник за печка на дърва от него изглежда проблематично. За това можете да вземете само стара батерия. Но тук трябва да вземем предвид, че уплътнението между неговите секции ще изгори в горивната камера. А това е пряк път към загуба на херметичност и изтичане на вода в горивната камера.

Ако е решено да направите топлообменника от чугунена батерия, тогава е най-добре да вземете моделите MS-110-300 или MS-90-300 за това. Те са малки и лесно се побират в камината. Площта на тяхната нагревателна повърхност за всяко ребро ще бъде около 0,14–0,16 m².

Въз основа на тези числа можете да прецените колко секции ще са необходими за определена верига. За всеки 10 квадратни метра жилищна площ се нуждаете от 1 kW, което ще бъде приблизително равно на 0,1 m² нагревателна площ на чугунен топлообменник.

Ребрата на чугунен радиатор обикновено се свързват с помощта на топлоустойчиви гумени уплътнения. В камината на печката такова гумено уплътнение ще изгори, трябва да бъде заменено с азбестов шнур

Друг момент при използването на чугунена батерия като топлообменник е трудността при почистването й от сажди от вътрешността на горивната камера. От време на време горивната камера трябва да се почиства, а повдигнатите ребра на чугуна значително ще пречат на това.

Най-оптималният вариант за топлообменник е стомана под формата на:

• намотка от няколко тръби;
• ризи от стоманена ламарина.

Изработени са от нисковъглеродна стомана St10...St20 с дебелина 4–5 mm. Ако вземете тръби, тогава с диаметър 30–50 mm.

Най-лесният начин да направите стоманен топлообменник е от стоманена ламарина - но само повърхността, обърната към вътрешността на горивната камера към огъня, ще участва в топлообмена

Тръбният вариант е по-ефективен от гледна точка на топлообмен, но е и по-трудоемък за производство.

За да изчислите топлообменника, използвайте формулата:

Qy=K*(Tcp-Tk)

Където:

• К – коефициент на топлопреминаване на материала (за нисковъглеродни стомани се приема 15–20, а за сив чугун – 50);
• Tcp – средна температура на топлоносителя в пещта (Tmax+Tmin)/2;
• Tk – средна температура на охлаждащата течност (Tsupply + Treturn)/2.

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

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

След това разделяме мощността, необходима за отопление на конкретна къща, на изчислената цифра, в зависимост от плановете за използване на определен вид гориво.

Например за вила на 150 м² имате нужда от около 15 kW. Ако се отоплява с дърва, тогава ще е необходим топлообменник с топлообменна площ 15/7,5 = 2 m². Това е повърхността, която е обърната към пламъка и се нагрява.

Ако е избрана тръбна намотка, нейната дължина се изчислява по формулата:

S=2*3.14*D*L

Където:

С – площ за проектиране;

д – диаметър на тръбата;

Л - необходима дължина.

Параметрите на кожуха от стоманен лист са още по-лесни за изчисляване, обикновено се състои от два правоъгълника отстрани на горивната камера.

Избор на най-добрия вариант

Ще бъде трудно да инсталирате масивна тухлена печка във вече построена къща. В този случай отоплението на водата е най-добре организирано на базата на метална печка, която може да бъде поставена върху подсилен дървен под без изливане на основата.

Въпреки това, ако е възможно да се направи основата, както трябва, тогава трябва да се даде предпочитание на по-надеждна конструкция от тухлена печка.

Водната верига около къщата за печка на дърва е най-добре направена от дебели стоманени тръби и с естествена циркулация на охлаждащата течност

Инсталирането на циркулационна помпа и/или акумулатор във въпросния отоплителен кръг е загуба на пари и нулева допълнителна полза. Те само ще усложнят инсталирането на системата. И ако светлините изгаснат, тези устройства ще създадат проблеми. Докато опцията за отопление без тях ще продължи спокойно да отоплява къщата, ако има проблеми в електрическата мрежа.

Изводи и полезно видео по темата

Избор на формата на топлообменник за печка на дърва:

Преглед на тухлена печка за отопление на вода във вила:

Изграждане на тухлена печка за отопление и готвене с анализ на проектната поръчка:

Трудно е да се нарече отопление на вода на базата на печка на дърва идеално и високоефективно. Но тази опция за отопление на частни къщи е най-надеждната, както и евтина и лесна за изпълнение. Просто не е необходимо да допълвате такава верига с циркулационна помпа и автоматизация. Те работят от електрическата мрежа и правят цялата система неавтономна, елиминирайки едно от основните й предимства.