Как сделать печное отопление в частном доме с воздушным или водяным контурами

Принцип действия твердотопливных печей

Прежде чем приступить к строительству печи, нам необходимо рассмотреть принцип ее действия. Для этого вспомним немного химии и физики.

Для процесса горения нам необходим кислород, который является катализатором горения. В то же время в процессе горения выделяется углекислый газ, который вреден для человека, и который необходимо отводить в атмосферу.

Исходя из этого, в печи есть три основные зоны.

1. Топливник. Именно в этой зоне происходит процесс горения. Размеры топливника варьируют в зависимости от вида сжигаемого топлива, мощности котла и некоторых других факторов. Для большей теплоотдачи в топливнике выполняется футеровка. Ни в коем случае не используйте для ее кладки обычный строительный кирпич.
2. В нижней части топливника расположен зольник. Его функциональными обязанностями является подача кислорода. Кроме того, через зольник производится отвод твердых отходов горения.
3. В верхней части топливника расположен выход в дымоход. Эта зона отвечает не только за отведение дымовых газов, но и для отбора тепловой энергии. Для этого отопительные кирпичные печи для дачи обычно оснащают дымоходом с несколькими ходами.

Печь из кирпича

Технология кладки

Прежде чем приступать к кладке печи своими руками, необходимо выбрать схему и нарисовать своими руками план-порядовку, лучше при этом воспользоваться готовыми проверенными схемами. Примером такой печи можно назвать печь Кузнецова с отопительным регистром, вмонтированным в дымовой канал с одной из сторон печи.

Печь Кузнецов, видео

Для кладки своими руками подобной печи в частном доме понадобятся материалы:

• бетон для фундамента;
• кирпич красный полнотелый;
• кирпич шамотный огнеупорный;
• кладочный раствор или его компоненты: глина, чистый сухой песок, чистая вода;
• металлические трубы для выполнения теплообменника.

Также нужно купить готовые элементы: колосниковые решетка, дверцы, заслонки, шиберы, кровельные проходки. Цена на эти элементы обычно довольно высокая, поэтому нужно заранее просчитать, что именно необходимо.

Необходимый инструмент:

• мастерки и кельма;
• резиновый молоток;
• болгарка с кругом для кирпича;
• уровни, отвесы, бечевка;
• рулетка.

Последовательность выполнения операций своими руками

1. 1. Размечают положение будущей печи и заливают армированный прутком фундамент на 5 см ниже уровня чистового пола. Он не должен соприкасаться с фундаментом частного дома.
   2. После полного высыхания фундамента выкладывают по схеме-порядовке и чертежу два ряда кладки из красного полнотелого кирпича на обычный цементный кладочный раствор, их назначение — выровнять возможные неровности фундамента и заложить основание печи.
   3. Следующие ряды кладут на глиняный кладочный раствор по выбранной схеме, соблюдая перевязку, указанную на ней. Раствор делают из заранее вымоченной красной глины, карьерного песка и чистой холодной воды. Оптимальное соотношение глины и песка определяется опытным путем.

Правильно приготовленный кладочный раствор не должен быть слишком пластичным или рассыпчатым. Проверитьего можно так: скатать из раствора шар размером с теннисный мяч и уронить его с высоты 1 м на ровную поверхность. Он должен слегка деформироваться, покрыться мелкими трещинами, но не рассыпаться.

1. 1. Толщина швов между рядами кирпича — не более 5 мм. Чем меньше швы, тем однороднее структура печи и лучше теплоотдача. Расшивку проводят сразу по мере кладки.
   2. Дверцы устанавливают так: на предыдущий ряд кирпича кладут в месте установки дверки асбестовое полотно в виде полоски, на него ставят дверку. В отверстия в углах рамы заранее вставляют отожженную проволоку длиной не менее 40 см каждая. Эту проволоку закрепляют между рядами кладки. Если этого не сделать, рано или поздно раствор выкрошится, и дверка выпадет. Кладут несколько рядов, все время проверяя положение дверки по уровню. Поверх дверки также укладывают асбестовую полосу и сверху выкладывают кирпич.
   3. Топку футеруют шамотным кирпичом. Красный керамический для этих целей не годится — он со временем растрескается, и может произойти обрушение свода. На схемах шамотный кирпич обычно обозначен желтым цветом.
   4. Под варочную панель в кирпиче делают пазы на толщину плиты. Это делается для уменьшения теплопотерь и предотвращения задымления. Плиту кладут на раствор.
   5. Самодельный теплообменник в дымовой канал устанавливают в процессе кладки на этапе укладки ряда, через который выходит нижний штуцер. В топочную камеру его монтируют при укладке нижнего ряда топки. Между теплообменником и кирпичом должен быть зазор не менее 5-7 мм.
   6. В дымовом канале с теплообменником обязательно нужно предусмотреть прочистные дверки, так как на регистре будет оседать сажа, что ухудшит его нагрев. Количество дверок должно обеспечивать доступ для чистки к любой части теплообменника.
   7. Верхнюю часть дымового канала оснащают заслонкой или шибером. Сам дымоход может быть либо кирпичным, либо можно купить и поставить сендвич-дымоход. При этом нужно соблюдать правила прохода трубы через кровлю, а на кирпичных трубах делать распушку.

Расстояние от нагретых металлических элементов до сгораемых конструкций должно быть не менее 25 см! Проходы через перекрытия изолируют базальтовым волокном или другими негорючими материалами!

1. После высыхания печи ее аккуратно протапливают, не перегревая, несколько раз. Проверяют тягу, устойчивость горения дров, отсутствие утечек дыма. После этого можно монтировать внешний отопительный контур и заливать воду в систему. Печь готова к эксплуатации.

Подготовка к строительству и проектировка печного водяного отопления

Первым делом требуется разработка проекта, который лучше обсудить с соответствующими специалистами в данной области. Для печного отопления в доме с водяным контуром, как правило, предполагается расположение печи в центральном участке в доме и таким образом, чтобы топка выходила, например, на кухню либо иное нежилое помещение, а корпус ж е должен находится именно в жилом помещении. Такое размещение позволяет обогревать одновременно несколько комнат эффективно

Величина печи определяется габаритами самого дома. При этом один метр печной площади способен обогревать около 35 квадратных метров в доме, следовательно, по данному показателю можно рассчитывать ее величину для конкретного сооружения или дома.

В определенных случаях приобретают регистр для готовой уже печи, однако, такое бывает достаточно редко. Зачастую первым делом изготавливают или приобретают регистр необходимой площади, и уже после по нему собирается печь заданной величины.

Регистр может быть выполнен из листа или из труб, но в любом случае толщина металла должна быть как минимум 3-5 миллиметров. Более тонкий метал прогорит быстро, из-за чего придется поменять теплообменник, что приведет к большим финансовым расходам.

В топливное отделение устанавливают регистр, оставляя при этом между стенками и ним зазор небольшого размера для компенсации температурного расширения и обеспечения более эффективной передачи тепла. К тому же, необходимо обеспечить доступ, чтобы проводить периодическую чистку топки, поскольку зола и иные продукты сгорания понижают уровень КПД обогревателя.

Важнейшим условием для работоспособности системы является постоянный процесс циркуляции в трубах воды, для чего их нужно располагать обязательно под уклоном, также желательно при этом устанавливать циркуляционный насос, позволяющий гарантировать бесперебойную стабильную работу и не дающий закипать теплоносителю.

Завершив проектирование работы, рекомендуется показать выполненную схему соответствующим специалистам, так как любая ошибка может сделать всю конструкцию нестабильной, и поэтому пренебрегать правилами безопасности ни в коем случае нельзя.

Недостатки печного отопления с водяным контуром

1. Потеря полезного пространства. Теплообменник, встраиваемый в топливник, значительно уменьшает его размер, потому при закладке топливника нужно учитывать этот фактор. Ну а если теплообменник встраивается в уже имеющуюся конструкцию единственным решением остается частая закладка топлива.
2. Повышенная пожароопасность. Так как печь или камин предполагают наличие открытого огня и запаса топлива неподалеку, то оставлять без присмотра такую печь надолго не рекомендуется.

   Организовав печное отопление в доме, вы должны постоянно следить за пожарной безопасностью

3. Угарный газ. При неправильной эксплуатации в жилые помещения может проникать угарный газ, опасный для жизни человека.

Как монтировать водяной контур

Монтаж происходит таким же образом, как и монтаж при любой другой системе отопления. Единственный момент, который нужно учитывать — «обратка» при печном отопление расположена выше.

Циркуляция теплоносителя бывает трех видов:

1. Естественная. Для естественной циркуляции монтаж труб нужно осуществлять под максимально допустимым уклоном. Кроме этого, в том месте где труба выходит из печи необходимо устроить «коллектор разгона»: для этого трубу направляют вертикально в высоту 1–1,5 м, а потом вниз к радиаторам по наклонной.

   Естественная циркуляция

2. Принудительная. Этот вид циркуляции увеличивает КПД до 30%. В схему добавляется циркулярный насос, который и создает давление теплоносителя. Однако устраивать систему с одним только видом принудительной циркуляции нежелательно, ведь в случае перебоев с электроэнергией или выходом насоса из строя циркуляция воды не будет осуществляться, что приведет к закипанию теплоносителя в системе.

   Принудительная циркуляция

3. Комбинированная. Для данного вида циркуляции необходимо совместить монтаж труб с уклоном, как описано в первом пункте, с насосом. Насос в данном случае подключается в систему по параллельной магистрали, как указано на схеме 4. При такой комбинации насос будет работать при наличии электроэнергии, при ее отсутствии циркуляция будет осуществляться естественным путем.

Необходимые материалы и инструменты

Печь выкладывается кирпичами двух видов.

Стенки топки — шамотный кирпич

Имеет жёлтый цвет, может выдерживать температуру до 1600 градусов.

Шамотный кирпич

Размеры шамотного кирпича могут меняться в зависимости от марки. Так, кирпич марки ШБ-8 имеет те же габариты, что и обычный строительный кирпич — 250х124х65 мм. Шамотный кирпич марки Ш-5 несколько уменьшен: 230х114х40 (65) мм.

Признаками качественного шамотного кирпича являются:

• мелкозернистая структура;
• отсутствие видимых пор и включений;
• чёткий звонкий звук при простукивании молоточком;
• при падении разбивается на крупные куски (низкокачественный рассыпается на мелкую крошку).

Что касается внешности кирпича, то более тёмный цвет не всегда означает более высокое качество. Тут все зависит от месторождения глины: бывает и так, что более светлый шамотный кирпич обладает лучшими характеристиками.

Следует заметить, что поскольку тепловой режим голландской печи не является напряжённым, её топочную часть можно выкладывать печным керамическим кирпичом марки М150, способным выдерживать температуры до 800 градусов (не путать с обычным строительным кирпичом).

Стенки топки можно выкладывать из клинкерного кирпича, обладающего высокой прочностью и жаростойкостью. По стоимости он гораздо более доступен, чем шамотный.

Тело печи

Остальные части печи кроме топки можно выложить керамическим печным кирпичом, а можно и кирпичом среднего качества с небольшой трещиноватостью.

Керамический печной кирпич

Допускается применение б/у материала.

Материалы для глиняного раствора

Песок

Можно использовать речной песок с зёрнами размером 1 мм, желательно угловатыми. Но если вы хотите получить долговечную печь, способную отслужить более 10 лет, следует использовать песок без органических примесей. Раньше таким качеством обладал только очень дорогой горный песок, но сегодня вместо него можно применить более доступный кирпичный. Он представляет собой молотый шамотный или керамический кирпич.

Первый вариант используется в растворах для шамотной кладки, второй — для керамической.

Глина

Растворы для кладки шамотного кирпича лучше всего готовить на основе белого каолина или шамотного мергеля. Керамический кирпич можно класть на раствор из любой молотой глины с огнеупорными свойствами, наиболее подходящими считаются кембрийская глина (синяя или серая) и серый каолин.

Предпочтительными являются сорта глины со средней жирностью.

Инструменты

Из инструментов следует отметить порядовку — ровную рейку сечением 50х50 мм, на которой нанесены риски, соответствующие рядам кирпичей. Четыре порядовки закрепляются по углам в строго вертикальном положении (в них вбиты гвозди, которые нужно вставить в швы), после чего кладку очень легко будет сделать ровной.

Инструменты

Прочие инструменты — обычный набор строителя: молоток-кирочка, кельма, уровень и отвес.

Характеристики печи-камина Ангара 12 Аква

Отличается не только своими габаритами и производительностью, но и новым устройством 10-ти литрового теплообменника, и дожигателем, что позволяет увеличить эффективность горения, снизить количество отложений сажи на стеклянной дверце и дымоходе и отопление помещения до 360 м³.

Из основных достоинств печи-камина Ангара 12 Аква выделяют быстрое нагревание поверхности теплоносителя и длительное время горения

В таблице ниже представлены для сравнения основные характеристики печей-каминов Аква российской группы компаний Мета:

Наименование	Мощность, кВт	Ширина, мм	Глубина, мм	Высота, мм	Масса, кг
Ангара	9	550	510	1020	140
Ангара 12	12	700	535	1040	175
Ангара 12 с плитой	12	700	545	950	195
Ангара Аква	13	550	490	1020	150
Ангара 12 Аква	16	700	545	1040	205

Общими чертами для всех моделей Ангара являются пристеночное расположение, использование дров или топливных брикетов (производитель категорически запрещает топить каменным углем), выход дымохода, диаметром 150 мм (верхний или задний) и система ” чистое стекло”, то есть самоочистка стекла. Облицовка печи декоративной керамикой делает модели Ангара привлекательными для использования в различных помещениях.

Выгода отопления с водяным теплоносителем

Дополнение печи конвекционными воздушными каналами – явный плюс. Такая система позволяет транспортировать теплый воздух в другие помещения, которые не соединяются с конструкцией стеной.

Воздух выступает теплоносителем, но требует сооружения воздуховодов, и тут можно найти несколько минусов:

1. Воздуховоды отличаются большими габаритами, что не всегда удобно для помещений небольшой площади.
2. Трубопровод может оказывать большое сопротивление движению потоков. Это встречается при наличии поворотных элементов в воздуховодах.
3. Воздух имеет низкую теплоемкость, чтобы нагреть комнату, расположенную от печки довольно далеко, нужно затратить значительное количество топлива.
4. В процессе протапливания выделяются сажа, пыль, которые будут оседать на внутренних стенках воздуховодов и рано или поздно приведут к их засорению.

Лучший вариант для отопления частного дома – печь с котлом водяного отопления. Вода является оптимальной альтернативой прочим теплоносителям. Жидкость имеет высокую удельную теплоемкость, потому может принимать и отдавать намного больше тепловой энергии. К тому же транспортировать воду можно посредством труб малого диаметра; вода не горит, не выделяет токсичных веществ, доступна и стоимость ее невысока.

Недостаток один – вода быстро замерзает. При -0 С вода превращается в лед, может разрушить все системы отопления. В сочетании с кислородом вода приобретает коррозийную активность, негативно влияя на металлические элементы. Дополнительный недостаток применения жесткой воды – образование накипи, которая будет оседать на внутренних стенках трубопроводов.

Придется принимать меры, чтобы снизить риск порчи элементов:

• Если печь используется круглогодично (в домах постоянного проживания), то отопительный контур не пострадает. Современные котлы срабатывают при +5 С, подавая сигнал, что пора повышать температуру.
• В домах сезонного проживания из системы лучше спустить воду, чтобы не разморозить все конструкционные элементы.
• Для обеспечения нерегулярных потребностей тепла можно поставить электрический котел. Таким образом, приезжая на дачу или возвращаясь с работы, хозяева сначала запускают электрокотел, который дает время для растопки печи, циркуляции водяного теплоносителя. Электрокотел потом выключается, а печка нагревает комнаты в обычном режиме.
• Для уменьшения коррозии в воду добавляют специальные присадки. Можно сделать закрытую систему водяного контура, в этом случае кислород в воду не попадает и риск порчи трубопровода снижается.

Как сделать печь с водяным контуром самостоятельно

Кирпичную печь с водяным контуром можно сложить своими руками. В качестве примера можно предложить конструкцию площадью 1×1,15 м, высотой 2,4 м. Такая печь может развить в номинальном режиме мощность до 5,7 кВт, а при усиленной топке — до 17 кВт. Она способна отопить дом площадью до 190 м².

Материалы и инструмент

Для самостоятельного изготовления надо заранее позаботиться о материале:

• красный кирпич — 720-730 шт;
• шамотный кирпич типа ША-8 — 70-75 шт;
• дверца для топки21×25 см;
• дверца поддува14×25 см;
• дверца для чистки14×14 см (7 штук);
• 2 колосниковые решетки25×30 см;
• чугунная плита71×41 см;
• листовая сталь для водного контура толщиной 4-5 мм;
• задвижки размерами 13×25 и 13×13 см;
• стальная полоса 50×5 мм длиной 0,4 м и две полосы длиной 1 м;
• стальной уголок 50×50 мм длиной 2 м (2 штуки);
• лист стальной для установки перед топкой размером 1×0,5 м.

Инструмент:

• болгарка;
• электродрель;
• мастерок;
• кельма;
• шпатель;
• терка;
• полутерок;
• правило;
• киянка;
• молоток;
• напильник;
• стамеска;
• ножовка по металлу;
• отвес;
• строительный уровень;
• металлическая линейка;
• рулетка.

Чертежи и схемы

Перед началом работ необходимо разработать проект печи, чертежи с деталировкой, схему послойной укладки кирпича. Отдельно составляется проект печного теплообменника, для рассматриваемого примера он показан на чертеже. Общий вид со всех сторон предлагаемой печи показан на фото.

Пошаговая инструкция

Возведение отопительной печи осуществляется в следующем порядке:

1. Заливка фундамента с армированием стальными стержнями, уложенными в виде решетки. Уровень фундамента опускается на 4-6 см ниже уровня напольного покрытия.
2. Укладывается 2 слоя красного кирпича на цементно-песчаный раствор. Основная задача — обеспечение идеальной горизонтальной поверхности.
3. Последующие ряды кирпича ложатся на глиняный раствор, в соответствии с послойной схеме укладки. Толщина шва составляет 3-4 мм.
4. Поверх 2-го ряда начинается формирование зольной камеры, а на лицевой стороне — проема для дверцы. Под этот элемент отводится 3 ряда кирпичей.
5. Начиная с 4 ряда, обустраивается топливная камера из шамотного кирпича. Для монтажа колесниковой решетки в кирпичах вытачиваются пазы. Внизу топливной камеры крепится основание теплообменника.
6. На 5-м ряду устанавливаются дверцы для чистки.
7. В 6-м ряду формируется горизонтальный канал для увеличения печной тяги. На этом же ряду закрепляется топочная дверца, которая перекрывается 8-ым рядом.
8. В 9-м ряду отводится труба от теплообменника.
9. Начиная с 10-го ряда, производится изменение пространства внутри печи за счет укладки кирпичей вдоль и поперек.
10. Чугунная плита монтируется поверх 11-го ряда кирпичей, а с 12-го по 17-ый ряд формируется варочная камера. Перекрытие ее осуществляется стальными полосами.
11. С 20-го по 30-ый ряд — формирование каналов дымохода. Для его чистки на 21-ом ряду устанавливаются специальные дверцы. На 23-ем ряду дымоход разделяется на 4 канала.
12. Перекрытие печи монтируется на 33-м, а завершается на следующем ряду кирпичей.
13. Кладка печи завершается на 35-ом ряду.

При установке печи следует учитывать некоторые особенности:

1. Под дверцу и сверху нее прокладывается полотно из асбеста. Сбоку закрепляются отрезки стальной проволоки длиной не менее 35 см, концы которой входят между кирпичами.
2. Топочная камера обязательно выкладывается шамотным, огнестойким кирпичом.
3. При формировании варочной камеры под плитой оставляются зазоры для компенсации теплового расширения металла.
4. При установке теплообменника, между ним и кирпичной кладкой должен оставаться зазор не менее 5 мм. Зазор 6-8 мм оставляется в отверстиях, где выводятся трубы.
5. Очистные дверцы дымохода устанавливаются так, чтобы была возможность доступа к любой его части.
6. Дымоход можно выложить из кирпича или установить готовую, покупную конструкцию (обычно в виде сэндвич-трубы).

Собственную отопительную систему в частном или загородном доме можно соорудить на базе печи с водяным контуром. Такую печь можно собрать своими руками при наличии навыков каменщика. Самый простой вариант — просто установить уже готовую металлическую печь. При соблюдении всех рекомендаций система позволит отопить дом даже площадью более 150 м².

Преимущества и недостатки водяного контура

Преимущества печного отопления:

• Нагрев обеспечивается традиционным российским топливом — дровами, не требуется электроэнергии или газа, что позволяет обустраивать независимое собственное отопление.
• Совмещение функций обогрева, горячего водоснабжения и приготовления пищи.
• Возможность использования в качестве камина.

Преимущества водяного контура:

• Возможность равномерного обогрева большого помещения путем правильного размещения радиаторов.
• Теплоотдача воды значительно выше, чем у воздушного конвекционного потока за счет высокой удельной теплоемкости (4,2 кДж/кгхград);
• Возможность доставки теплоносителя на значительные расстояния, обеспечивая теплом удаленные помещения дома.
• Абсолютная безвредность воды для человека и ее негорючесть.

Нельзя не отметить и определенные недостатки таких видов отопления:

• Инерционность системы, т.е. необходимость времени для заполнения системы водой и ее первоначального разогрева.
• Сложность регулировки температуры в помещении.
• Необходимость постоянного участия человека для закладки дров.
• Невозможность использования печи при отсутствии воды в водяном контуре, что автоматически «включает» отопление летом при приготовлении пищи.
• опасность замерзания воды зимой внутри системы, если печь длительное время не используется. Это требует сливать ее на время бездействия и заполнять заново при возникновении потребности в отоплении.
• Коррозионная активность воды увеличивается при ее насыщении кислородом, а вода с повышенной жесткости вызывает появления накипи внутри труб и приборов, что вызывает необходимость периодического контроля состояния металлических элементов.

Кроме того,при обширной отопительной системе циркуляция теплоносителя обеспечивается насосом, а для него нужна электроэнергия

В таких случаях исчезает важное преимущество — электрическая независимость печного отопления. Не следует также забывать о необходимости надежного и безопасного дымохода

Чем хороши кирпичные печи?

Старые добрые печи по-прежнему популярны в частном секторе и не сдают свои позиции. Что интересно: многие владельцы домов отказываются от современных отопительных устройств в пользу этих очень объемных конструкций, и неспроста. Печи из кирпича имеют массу достоинств:

1. Они полностью автономны и энергонезависимы, без тепла дом не останется в любом случае, даже если отключат электричество;
2. Печи имеют высокий КПД, хорошо прогреваются и долго сохраняют тепло;
3. Они легки в эксплуатации, есть возможность красивой отделки изразцами;
4. Если в печной конструкции предусмотрена варочная поверхность, то на ней можно готовить еду: варить, тушить и печь;
5. Наличие печного тепла создает более комфортную обстановку в доме;
6. Печное тепло не пересушит и не перегреет воздух помещения;
7. При желании, в печную кладку можно вмонтировать емкость для воды, горячую воду из которой также можно использовать как на отопление, так и на различные хозяйственные нужды;
8. Печная конструкция легко ремонтируется путем замены пришедших в негодность кирпичей на новые.

Но и недостатков у печного отопления немало:

1. Печь долго растапливается и также долго набирает тепло;
2. Все обслуживание будет происходить исключительно вручную;
3. Строить печную конструкцию и перекладывать ее, если потребуется ремонт, сможет только специалист, которых уже немного, да и работа их стоит дорого;
4. Изготовление такой конструкции выполняется только из высококачественного дорогого кирпича;
5. Даже самая маленькая печная конструкция займет довольно большой объем в доме;
6. Любая печь из кирпича имеет большой вес и требует изготовления фундамента под нее;
7. Наличие печного отопления создает риски возгорания дома;
8. Резкий нагрев топки может привести к возникновению трещин на кирпичах и дорогостоящему ремонту.

Особенности печной кладки

Для возведения печи выбирают подходящий стройматериал. Оптимальным вариантом считается кирпич нормального обжига, а для стенок топочной и дымового канала лучше купить тугоплавкий кирпич.

Печная кладка

• Перед тем как укладывать кирпич, его опускают в воду и держат пока не перестают появляться пузырьки воздуха;
• Каждый ряд и угол обязательно привязывается;
• Раствор наносят сразу по всему ряду, слоем примерно 5 мм, и на торец каждого кирпича непосредственно перед укладкой;
• Во время укладки топки раствор из глины рекомендуют распределять не мастерком, а рукой;
• Положив около 5 рядов, между швами аккуратно срезают раствор и затирают шов мокрой губкой;
• Конечно, обязательно контролируют вертикальность и горизонтальность возводимых стенок.