Ремонт печи с котлом водяного отопления

В одном из коттеджей хозяин решил, что ему необходима установка печи с котлом водяного отопления, которую надо было установить на кухне. Рядом через стенку, в столовой должен располагаться камин, а на втором этаже - отопительный щиток, нагрев которого осуществлялся бы от русской печи.

Исходя из этих требований и родилась данная конструкция печи, которая имеет нижнюю и верхнюю отопительные камеры, а между ними расположена варочная камера. Верхняя и нижняя отопительные камеры соединены двумя вертикальными каналами, а варочная камера соединена с верхней отопительной камерой с помощью четырех отверстий на своде камеры.

При топке «по-зимнему» печь прогревается снизу доверху горячими дымовыми газами, которые из топливника по горизонтальному каналу поступают в варочную камеру. Далее они через четыре отверстия в своде камеры идут в верхнюю отопительную камеру, откуда по двум соединительным каналам опускаются в нижнюю отопительную камеру. Далее дымовые газы поступают в дымовую трубу. При этом должна быть открыта дымовая задвижка 10 и задвижка зимнего хода 5. Варочная камера закрывается заслонкой, колосники в варочной камере снимаются.

При топке «по-летнему» массив печи не прогревается. Горячие газы из топливника поступают в дымовую трубу. Для этого открывают дымовую задвижку 10 и задвижку летнего хода 17. Если в «летнем» режиме необходимо прогреть варочную камеру для использования её в качестве духового шкафа, не нагревая печь, надо кроме дымовой задвижки 10 открыть задвижку 11. Задвижка 17 при этом должна быть закрыта. Варочная камера закрывается заслонкой, колосники в варочной камере снимаются.

При топке возможны три варианта.

I. При топке печи «по-русски» без обогрева нижней и верхней отопительных камер (топка «по-летнему») открывают задвижку 9. При такой топке горячие газы из варочной камеры через устье печи и далее через вентиляционную задвижку поступают в дымовую трубу.

II. Задвижку 11 открывают полностью, задвижку 9 немного приоткрывают, чтобы дым не выбивался в помещение. При такой топке горячие дымовые газы из варочной камеры поступают в верхнюю отопительную камеру и далее через задвижку 11 уходят в дымовую трубу. При такой топке прогревается верх печи.

III. Задвижки 10 и 5 открывают полностью, задвижку 9 немного приоткрывают. При такой топке горячие дымовые газы из варочной камеры поступают в верхнюю отопительную камеру, а затем по двум соединительным каналам опускаются в нижнюю отопительную камеру. Далее дымовые газы через задвижку 5 проходят в дымовую трубу. При такой топке прогревается низ и верх печи. Топка при хлебопечении

Печь вытапливается с закрытой заслонкой и открытой задвижкой 11. Топливо укладывают на колосники в варочной камере. Дверка 7 должна быть открыта. Через время, определяемое опытным путем, после закрытия задвижки 11 и дверки 7 сажают хлеб. Предварительно убеждаются по цвету бумаги или цвету муки, брошенной на под, что печь не перегрета.

Камин - прямой, угловой, английского типа. Топливо в камине сгорает на глухом поду. Труба в камине перекрывается поворотным шибером 16 и задвижкой 13 на втором этаже. В холодное время года между задвижкой 13 и шибером 16 образуется воздушная пробка для предотвращения поступления холодного воздуха во внутрь помещения. В теплое время года, открыв задвижку 13 и поворотный шибер 16, можно использовать камин как вытяжную систему.

Отопительный щиток на втором этаже обогревается при работе русской печи. Для уменьшения обогррва необходимо полностью открыть задвижку 12, задвижка 14 должна быть закрыта. При таком режиме работы дымовые газы будут проходить только по одному подъемному каналу.

Для увеличения обогрева щитка открывают полностью задвижку 14, задвижку 12 немного приоткрывают. При этом дымовые газы из печи проходят три подъемные каналы щитка.

Обозначения на порядовках и разрезах русской печи-камина:

1 - дверка прочистная;

Кирпичный котел длительного горения

2 - дверка поддувальная топливника;

3 - котел водяного отопления;

4 - колосник топливника;

5 - задвижка «зимней» топки;

6 - дверка топочная топливника;

7 - дверка поддувальная топки при хлебопечении;

8 - плита чугунная;

9 - задвижка вентиляционная;

10 - задвижка общая печи;

11 - задвижка «летнего» хода варочной камеры;

12 - задвижка «летнего» хода отопительного щитка;

13 - задвижка камина;

14 - задвижка «зимнего» хода отопительного щитка;

15 - колосник варочной камеры;

Печь с котлом и отопительным щитком

16 - шибер камина;

17 - задвижка «летнего» хода печи;

18 - заслонка русской печи.

Кирпич шамотный ШБ-8 2380 шт

Кирпич красный 600 шт. (без трубы)

Глина 2.4 куб.м (без трубы)

Песок 4.5 куб.м (без трубы)

Дверка прочистная 9 шт.

Дверка поддувальная 2 шт.

Дверка топочная 1 шт.

Колосниковая решетка 200x300мм 5 шт.

Плита чугунная 34x41 мм 3 шт.

Задвижка дымовая 250x250 мм 6 шт.

Задвижка дымовая 140x250 мм 1 шт.

Водяное отопление своими руками

Уголок стальной 50x50 мм 7.6 м

Уголок стальной 100x100 мм 2.3 м

Шибер 250x250 мм 1 шт.

Лист толщиной 3 мм 2.2 кв.

Наш сайт регулярно пополняется интересными и уникальными материалами и статьями по тематике печи, мангалы, грили и барбекю. Если вы желаете получать информацию об этом, подпишитесь на рассылку новостей нашего сайта. Гарантируется непередача вашего адреса третьим лицам.
ist: http://pechkiinfo.ru/

Котел на отработанном масле (Отопление своими руками)

Описание video материала:
Мощная штука, для дачи, теплицы или гаража. Не большое потребление, без проблемное в эксплуатации.

ВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ ОТ ПЕЧИ СВОИМИ РУКАМИ

В последнее время все большую популярность приобретает индивидуальное жилье. Строительство индивидуальных домов ведется не только в отдаленных районах, но и в пределах городской черты. Несмотря на это возрастает число домов, в которых помимо привычной системы радиаторного отопления устанавливается водяное отопление от печи даже своими руками.

В отдаленных районах это вообще является жизненно необходимым для обеспечения жилья теплом в холодное время года.

КОМБИНАЦИЯ – «УДАЧНОЕ РЕШЕНИЕ»

Маленькая печь с водяным котлом

кирпичная печь с водяным контуром своими руками
Камин с контуром

Многие задаются вопросом – как объединить эти две совершенно разные системы?

Вопрос совершенно не праздный.

Ведь применяя обычную печь для отопления жилья, невозможно добиться равномерного всех комнат.
Приходиться устанавливать как минимум несколько печей, что согласитесь не совсем эффективно с финансовой точки зрения.
Печи с водяным отоплением своими руками могут исправить ситуацию.
Устроив отопительно-варочную кирпичную печь с водяным контуром можно убить сразу двух «зайцев» — использовать печь для приготовления пищи и одновременно обогревать большую площадь используя один объем топлива.
Печь камин с водяным контуром своими руками тоже, по мнению многих, способна значительно сэкономить на топливе при отоплении помещения
Выгодно, удобно? Однозначно. Но, это в теории, как дело обстоит на практике, мы и хотим рассмотреть в данной статье.

Есть спрос – есть предложение

Начнем с того что в продаже уже существуют камины с установленным в них водяным контуром позволяющим осуществить в доме установку радиаторного отопления, мало того, системы позволяют одновременно готовить пищу. Очень удачная инженерная мысль, но это только на первый взгляд.

Радиаторная система – неисправимые законы

кирпичная печь с водяным отоплением своими руками
Система отопления

Как известно, изначально радиаторная система отопления индивидуального дома рассчитана на гравитационный закон. Перепад выходного и входного трубопровода данной системы составляет значительную величину.

Выходящий трубопровод располагается значительно выше входящего трубопровода.

Из этого становится понятным, что чем больше разница в температуре теплоносителя в этих трубопроводах, тем лучше циркуляция внутри радиаторной системы, соответственно лучше отопление.

Недостаток наклона системы и небольшой перепад в трубопроводах в настоящее время с успехом компенсируют установкой специальных насосов работающих от сети 220 В.

Высокий КПД с сюрпризом

Примеры кирпичных печей с водяным контуром

Пока все нормально и понятно. Но давайте глубже рассмотрим данный вопрос. Дровяная печь с водяным контуром своими руками установленная в доме, может преподнести вам массу хлопот и сюрпризов.

Дело в том, что такая печь будет прекрасно обогревать и готовить в холодное время года. КПД у такой печи очень высок и доходит до 85 – 90%. Прогретый за одну протопку кирпич долгое время будет греть радиаторную систему, позволяя сохранять тепло в доме длительное время.

А что случится летом. Такую печь и камин нельзя будет использовать даже для приготовления пищи. Почему? Да потому, что она будет нагревать, радиаторную систему отопления и в доме будет невозможно находиться из-за жары.

Простое и « удачное» решение
Скептики конечно скажут, что установка вентилей на радиаторной системе позволит перекрыть циркуляцию теплоносителя обеспечив тем самым работу печи без нагрева системы.

Все верно, циркуляции не будет. Но печь работает, контур внутри печи нагревается, что произойдет?

Для этого необходимо обратить свой взор в далекое прошлое, когда с помощью силы пара человечеству удалось двигать паровозы и корабли, сила пара просто потрясает. Остатки теплоносителя в контуре просто взорвутся, разнеся всю печь.

А мы возьмем и установим клапан давления, скажут одни или будем сливать теплоноситель на летнее время, скажут другие.

Решили? – Вот еще вопрос
И те и другие окажутся неправы. Действительно, отсутствие теплоносителя в системе радиаторного отопления, скажется на отсутствии тепла в радиаторах в летнее время, при работе печи и не создаст угрозы взрыва.

Но что произойдет с самим контуром находящимся внутри печи?

Сгорающие дрова вырабатывают очень высокую температуру.
Тепловая инерция кирпича очень высока и металлический контур будет сильно нагреваться, что приведет к однозначному его прогоранию.
Ну представьте сами, осенью залив теплоноситель вы обнаруживаете течь внутри печи. Мало приятного, да и устранение такой поломки, как правило, будет связанно с перекладкой печи, что само по себе является очень неприятным и затратным делом.

ЦИРКУЛЯЦИЯ – ЖЕЛАНИЯ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ

кирпичная печь своими руками с водяным контуром
Контур кирпичной печи

Но и это еще не все. Предположим что кирпичная печь с водяным отоплением своими руками установленная в доме, имеет принудительную систему циркуляции. Другими словами во входном трубопроводе установлен насос, обеспечивающий нормальную циркуляцию теплоносителя внутри радиаторной системы.

Как правило, такие системы имеют трубопроводы сравнительно небольшого диаметра, да и сам контур тоже.
Мы уже знаем, что температура от твердого топлива имеет очень большую мощность, а кирпичи прекрасно аккумулируют тепло.
Чтобы в контуре печи теплоноситель не закипал, циркуляция должна быть очень хорошей.
Ну и прекрасно скажут многие, хорошая циркуляция залог хорошей работы радиаторной системы отопления. Повторимся, теория и практика вещи разные, тем более практика российской действительности.

Кирпичный котел длительного горения

И так, зима, все нормально, печь топиться, насос работает, циркуляция действует. Внезапно отключили свет, совсем не редкость в отдельных районах. Что произойдет?

А если циркуляции нет?

Ответ – достаточно всего одной минуты чтобы теплоноситель закипел в контуре печи. О последствия мы уже говорили.

Представьте сами, газовый котел можно успеть остановить простым перекрыванием крана, а как вы остановите за это время русскую печь, работающую на полном ходу?

Даже простое, случайное выдергивание из розетки штепселя насоса циркуляции, приведет просто к катастрофическим последствиям.

Печь и котел – вместе – да, пересечение — нет

Конечно, кирпичная печь своими руками с водяным контуром на первый взгляд выглядит довольно заманчивым и экономически выгодным вариантом, но это только на первый взгляд. С подорожанием энергоносителей, в отдаленных районах дрова остаются самым выгодным вариантом отопления дома.

Понятно стремление людей получить как можно больше комфорта, за как можно меньшие деньги, но все же, надо отделять зерна от плевел. В подобных вариантах лучше использовать специальные твердотопливные котлы, предназначенные для работы с радиаторной системой отопления.

Печь это печь, котел это котел и два этих агрегата не должны пересекаться друг с другом.
Дополнять — да, пересекаться – нет.
Иногда советуют для экономии использовать системы способные аккумулировать тепло вырабатываемое печью или котлом в пик своей мощности, своеобразные термоаккумуляторы.

Наша справка – термоаккумуляторы, специальные емкости способные сохранять избыточное тепло системы обогрева.

Выгоды термоаккумуляторов
Надо сразу отметить, данные системы довольно дороги и громоздки. К примеру, термоаккумулятор способный сохранить до 80 кВт тепловой энергии будет стоить около 1,5 тыс. долларов. Такую систему невозможно считать экономичной.

отопительные печи с водяным контуром своими руками
Теплоаккумуляторы

Такая система должна иметь достаточный объем, чтобы аккумулировать излишки тепла, вырабатываемые печью и в тоже время система должна циркулировать без остановки. Одним словом очень дорого и сложно.

Эти затраты окажутся очень расточительными по сравнению с обычным котлом и печью по отдельности.

Мы не привыкли отступать
Но иногда умельцы предлагают другие варианты расположения водяного контура внутри печи. Заключен он в следующем.

Водяной контур расположен не непосредственно в топке, а в системе дымоотводов. При этом система имеет заслонки наподобие тех, что устраиваются в отопительно — варочных печах.

Другими словами, закрыв заслонку в летнее время, отсекается поступление тепла в зону расположения контура теплоносителя. С одной стороны эффективно, перекрыл контур и можно пользоваться печью.

Меньше КПД – заступаем на пост

Печь шведка с котлом водяного отопления

Но если мы говорили, что печи своими руками с водяным контуром имеют КПД 85 – 90%, то в данном случае КПД значительно снизится.

Ведь нагрев контура будет происходить не непосредственно в топке, где температура очень высока, а в удалении, где она намного ниже.
Если контур выполнен из толстостенных труб, то КПД снизится еще.
Если использовать тонкостенные трубы малого диаметра, чтобы теплоноситель прогревался интенсивней, мы получим большую опасность при остановке циркуляции.
Конечно, сразу перекрыв заслонку поступающих газов на контур, мы предотвратим аварию, но вы ведь не собираетесь, как часовой, все время дежурить у печи и передавать свой пост домочадцам пол принципу пост сдал, пост принял.

Здесь наилучшим вариантом послужит специальный твердотопливный котел.

СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ

Зная упорство и настойчивость наших умельцев, мы не побоимся предположить, что найдутся те, что установят заслонку работающую в автоматическом режиме, перекрывающую контур при отсутствии циркуляции.

С системой аварийного питания, датчиками давления и температуры и при этом сверяющую свою работу через спутник с подключением к интернету.

Все возможно. Просто нужно понимать одну простую вещь, есть задумки людей желающих сэкономить, а есть трезвый инженерный расчет, при котором прорабатываются все варианты, в которых может оказаться разработанная система, иногда может быть и футуристические, но как показывает практика, вполне оправданные.

Чтобы более наглядно продемонстрировать, что происходит, когда устанавливаются печи отопительные с водяным контуром своими руками без твердых расчетов и упоров на действительность, приведем один маленький пример из жизни.

ТЕОРИЯ ХОРОШО – ПРАКТИКА ЛУЧШЕ

Печь с водяным контуром своими руками была установлена в доме. В качестве теплоносителя хозяева использовали бытовой гликолевый теплоноситель. С одной стороны применение такого теплоносителя вполне оправдано. Если радиаторная система подогревается периодически от печи, длительное отсутствие хозяев может привести к замерзанию воды в системе отопления.

Наша справка – бытовые теплоносители на основе антифриза, этиленгликоля и пропиленгликоля предназначены для использования в бытовых отопительных системах.

Теплоносители – достоинства и недостатки

Еще одним преимуществом данного теплоносителя является то, что в нем присутствуют ингибиторы коррозии, пенообразования и накипеобразования. На первый взгляд все правильно и замечательно.

Недостатком таких теплоносителей является малая теплоемкость. Она на 20% меньше чем у воды. Соответственно чтобы добиться такого же эффекта как от использования воды пришлось на 20% увеличить площадь радиаторов отопления, что в свою очередь привело к увеличению объема теплоносителя.

Еще одним отличием таких теплоносителей является большая вязкость по сравнению с водой. Поэтому циркуляция в системе намного хуже, чем при использовании воды.

В данном конкретном случае вопрос был решен установкой более мощного циркуляционного насоса.

Водяное отопление своими руками
Маленькая проблема – большие последствия

печи отопительные с водяным контуром своими руками
«Потом» в доме

И так мы имеем печь своими руками с водяным контуром, в котором используется гликолевый наполнитель.
Система заправлена большим объемом жидкости, которая при этом находится под давлением для обеспечения нормальной циркуляции.
Хозяйка использовала на кухне кухонный комбайн, в котором произошло короткое замыкание.
Ничего страшного, просто выбило УЗО (устройство защитного отключения) или говоря простым языком автомат.
Хозяин включил автомат буквально в течение одной минуты.
Электричество восстановилось, что произошло далее, повергло жильцов в шок.
Раздался хлопок и из выходного трубопровода печи вырвался поток пара, в следующее мгновение все 160 литров теплоносителя оказались внутри помещения.

А надо знать, что подобные теплоносители обладают специфическим запахом, от которого довольно трудно избавиться в течение длительного периода времени. Не будем рассказывать, какие проблемы возникли у жильцов и сколько средств они потратили на ремонт отопления и внутренней отделки дома.

Конфликт систем и материалов

Почему так произошло? Надо знать, что по сравнению с водой, теплоносители на основе антифризов и гликолей имеют больший коэффициент расширения при нагревании. К тому же перегретый теплоноситель на основе данных веществ меняет свои химические свойства, что может приводить к закупорке системы отопления.

 

печи своими руками с водяным контуром
Разрыв трубопровода

Печь Кузнецова с водяным контуром

В нашем случае хватило всего минуты, чтобы давление в системе отопления из-за перегрева в контуре печи, возникшее после остановки циркуляционного насоса, повысилось настолько, что разорвало выходной трубопровод. Если бы разрыв произошел внутри печи, финансовые затраты возросли бы намного больше, а жилье вообще осталось бы без отопления.

Вариант, при котором возле разрыва трубопровода мог оказаться один из членов семьи, мы вообще не рассматриваем, чтобы не шокировать читателя.

Комбинирование не всегда выгодно

Примеры кирпичных печей с водяным контуром

После всего вышесказанного многие наверно поймут, что кирпичная печь с водяным контуром своими руками это скорей некий эксперимент последствия которого с первого раза невозможно предугадать.

Ведь помимо основных законов теплотехники на свете существуют законы термодинамики, физические свойства материалов и многое другое.
Без учета всех этих факторов невозможно создать надежную, повторимся, надежную систему отопления, отличающуюся, прежде всего, безопасностью при ее эксплуатации.
Задумывая отопительные печи с водяным контуром своими руками, подумайте, во что это может вам обойтись в конечном итоге.

Скорей всего окажется, что использования специального котла намного выгодней и безопасней чем устройство сомнительных конструкций, а печь пусть остается старой доброй печью.
Конечно, печи своими руками с водяным отоплением имеют право на существование, но если они изготовлены конкретно для одной цели – работе с водяным отоплением и не как не комбинировано.

Удачи и тепла вашему дому!

Кладка печи с котлом водяного отопления

В виду того, что в настоящее вpeмя строят дома больших размеров и в них при печном отоплении надо бы размещать 2 или даже 3 печи, расход дров при этом способе отопления оказывается очень высоким.

Из этих соображений придумали отопительно-варочные печи с водяным отоплением с монтированным в топку печи специальным водоrрейным котлом для водяного отопления дома — это и есть водяная печь.

Плюсы такого способа отопления помещений в том, что даже при больших морозах достаточна двухразовая растопка водяной печи.
Эти отопительно¬варочные печи прогревают дом в перерывах между топками, когда трубы остывают и отдают тепло в помещение в течение 5-6 ч. КПД таких котлов вместе с отопительно-варочными печами получается заметно больше и достигает порога 80-85 процентов.

Печь с водяным контуром
Далее приведена схема и порядовка кладки печи с водяным контуром размером 1020 х 1020 мм с котлом. КПД этой печки при ей правильной эксплуатации большой и достигает 85 процентов.

Размеры железного котла: длина 75 см, ширина 48 см, высота 30 см. Теплоотдача водяной печи при двухразовой топке составляет около 7600 Вт ( 6 500 ккал/ч ), теплоотдача такого котла при хорошей топке 17500 Вт (15 000 ккал/ч).
Общая теплоотдача печи с водяным котлом составляет около 25000 Вт ( 21 500 ккал/ч ), что позволяет обогревать комнаты до 300 квадратных метров даже при больших морозах.

Огромная теплоотдача печи с водяным контуром и высокий КПД водяного котла модернизированной конструкции достигнуты за счет того, что поверхность нагрева водяного котла хорошо развита.

Горячие газы усиленно омывают железный котел со всех сторон, в то же время сильно нагреваются внутренние стенки нижней отопительной камеры, где при перерывах в 7- 8 часов между топками позволяют поддерживать нагретый водяной котел.
Достаточна 2-разовая топка такой печи с водяным контуром при отоплении небольших площадей.
При использовании такой печи с водяным контуром достигается экономия дров в два и более раз по сравнению с водяными котлами непрерывного действия заводского производства.

Кладка печи с котлом водяного отопления.
Кладка водяной печи не представляет особой сложности.
После кладки 4 ряда монтируют две колосниковые решетки габаритами 250х 252 мм. Во время кладки 5 ряда делают прочистные дверки, а при наличии прочистных дверец их и сразу устанавливают и крепят во время кладки. Одновременно устанавливают и водяной котел, причем наивысшей точкой в таком котле должно быть место выхода трубы из котла.

Отопительная печь с котлом для водяного отопления
Водяная печь

Котел для бани своими руками
При таком монтаже котла в нем не будет собираться воздух, и котел будет греть хорошо. Кладка 6 ряда похожа на кладку 5 ряда, только следует правильно перевязывать кирпичи. Во время кладки монтируют и крепят к топочную дверку. 7 ряд перекрывают прочисные дверцы для водяной печи. Кладку 8 ряда делают согласно порядовке согласно рисунку — печь водяной контур, только правильно перевязывают кирпичи. Этот ряд перекрывает 2 дымохода за железным водяным котлом. Кладка 9 и 10 рядов схожа, следует только так же правильно перевязывать швы кладки.

Из порядовок печи с водяным контуром видно, что водяной котел сзади и спередине не соприкасается с кирпичной кладкой. Между ними делают зазор для расширения нашего водяного котла вследствие нагрева. Строительство 11 ряда похожа на кладку предыдущего ряда; таков же и 12 ряд. При строительстве водяной печи нужно соблюдать все правила перевязки кирпичных швов.

Кладкой 13 ряда начинается перекрытие нижней отопительной камеры. Этот ряд выкладывают из белого огнеупорного кирпича как на схеме.
14 ряд продолжает перекрытие нижней отопительной камеры водяной печи.

Кладкой 15 ряда завершают перекрытие печи с водяным контуром.

16 ряд вторым рядом кирпичной кладки перекрывает нижнюю камеру и делаем с перевязкой швов. 17 определяет основные габариты горизонтальных дымоходов верхней камеры. Устанавливаем 4 прочистные чугуные дверки.
18 ряд перекрывает горизонтальный канал у вертикального соединительного хода.
19 перекрывает наши дверки, кладку делаем с соблюдением швов.
20 ряд определяет все размеры дымоходов в верхней камеры.

Печь шведка с котлом водяного отопления
Кладку кирпичной водяной печь с 21 — 33 ряд проводят по порядовкам, как на схеме водяной печи с перевязкой швов.

34 ряд определяет габариты верхнего горизонтального хода верхней отопительной камеры.
Кладка 35 ряда похожа на кладку 34 ряда.
36 делаем по порядовке с соблюдением перевязки швов.
37 ряд перекрывает нашу печь.
38 ряд вторым рядом кирпичной кладки перекрывает перекрышу водяной печи.
После кладки этого ряда устанавливают чугунную дымовую задвижку.
Кладку 39 ряда проводят согласно рисунку, кладкой этого ряда начинаем кирпичную дымовую трубу.

Варочная печь с водяным контуром, чертежи и порядовки.
Чертеж данной кирпичной водяной печи взят из книги Я.Г. Порфирьева «Печные работы». По конструкции печь представляет собой отопительно-варочную печь, оборудованную водяным котлом, расположенным в топливнике печки.

Габариты печи с водяным котлом в основании составляют 102 — 116 см при ее высоте 238 см. Размеры водяного котла: длина – 75 см, ширина – 50 см, высота – 35 см. Теплоотдача водяной печи при двухразовой топке около 5500 Вт (5000 ккал/ч), теплоотдача водяного котла при сильной топке — 17-18 кВт (14-15 тыс. ккал/ч). Использование печи с водяным котлом такой конструкции может прогреть помещение площадью до 200 м2.

печи с водяным котлом

На строительство и установку водяного котла в печь следует обратить особое внимание.

Что является важным в кладке печи с водяным котлом ?

Водяной котел для кирпичной печи

Трубка верхнего вывода из водяного котла (подача) должна монтировать в корпус котла в самой верхней его точке.
Нагретая в котле вода должна сразу же идти в систему отопления дома, а не собираться вверху котла в виде пара. Если там соберется пар, то он, в конце концов, войдет в систему, и при этом произойдет гидравлический удар, сопровождаемый громким хлопком, что может в итоге привести к разрушению системы водяного отопления.
При монтаже водяного котла можно даже несколько приподнять тот край, где находится трубка подачи.
Котел надо устанавливать таким образом, чтобы между ним и стенками нашей печки оставался зазор не менее 5-6 мм. Он нужен для компенсации термического расширения водяного котла.
Водяную печь с водяным котлом нужно строить таким образом, чтобы труба обратной подачи (нижняя в котле) была как можно ближе к уровню пола в отапливаемом помещении. Это будет способствовать свободной циркуляции прогретой воды в системе отопления. Если этого сделать нельзя, нужно ставить насос на систему обратной подачи.
Для поддержания экономичной работы котла следует производить очистку поверхности котла от сажи и зольных отложений.

Варочная плита в данной в нашей печи играет вспомогательную роль. Из-за непосредственой близости к ней котла она никогда не прогреется так, как это происходит в обычных варочных печах. Поэтому на данной печи сварить еду будет проблематично. Она служит в основном для того, чтобы нагреть воду, либо высушить какие-нибудь овощи, фрукты и т.д. Конечно, это неудобно, но приходится выбирать.

Основы конструирования кирпичных печей с котлами водяного отопления (котлов) и не только

В настоящее время в России наблюдается кризис градообразующих и коммунальных предприятий, занимающихся обеспечением населения тепловой энергией. Существующие системы коммунальной энергетики не эффективны по своей природе, изношены, или отслужили свой срок, а так же работают на привозном дорогом топливе. Требуются громадные средства на поддержание и восстановление сетей теплоснабжения и источников теплоснабжения, которые из года в год недополучают предприятия энергетики. В целях экономии затрат на топливо, необходимо переоборудовать существующие котельные на дешевое местное топливо, создать новые эффективные энергоустановки, значительно повысить их КПД.

Печь Кузнецова с водяным контуром

Кроме того, в России, проявляется тенденция к уменьшению объема громоздкого централизованного теплоснабжения различных объектов и к увеличению количества автономных тепловых источников различной мощности, работающих на дешевом местном восполняемом топливе. В природе всё сбалансировано, само регулируемо и оптимально. Применение восполняемой энергии естественно, вписывается в кругооборот природы и не нарушает её законов. Программы по увеличению использования биоэнергии имеют многие страны мира. Потребуются новые системы отопительных установок, использующие восполняемые виды топлива. Эти системы должны быть достаточно гибкими и легко модифицируемыми как для использования их в качестве источника тепловой энергии индивидуального объекта, так и источника теплоснабжения нескольких объектов, а так же других целей. Наша система конструирования отопительных устройств полностью соответствует этим условиям и несёт многочисленные дополнительные возможности и удобства людям.

В настоящей статье, рассмотрим вопросы конструирования кирпичных печей с котлом водяного отопления (далее будем называть их котлом), работающих на дровах или брикетах за счет естественной тяги.

Какие нужны котлы, с какими свойствами, какие задачи должны решать?

Для отопления индивидуальных домов требуются котлы периодического действия, которые могут накопить тепло при одно-двухразовой топке в течение 1-2,5 часов и обеспечивать требуемый тепловой режим в течение суток. При необходимости уехать на длительный срок, должна быть возможность поддержания требуемого теплового режима в доме, используя электричество.

Имеется потребность в котлах постоянного действия, для использования в системах коммунальной энергетики, а так же отопления зданий общественного назначения.

Примеры кирпичных печей с водяным контуром

Если в стакан налить горячую воду, то вода будет отдавать стенкам и телу, что там находится, теплоту до тех пор, пока температура воды, стакана и тела в нём не выровняется. Если перевернуть стакан (назовём его колпаком) и заполнить горячим газом, то процесс теплопередачи так же будет происходить до выравнивания температуры газовой среды, стенок колпака и тела, находящегося в нём. В том и другом случае, потери теплоты будут незначительны. КПД такой системы составляет 93,7 % (А.Е. Школьник, Печное отопление малоэтажных зданий). Естественно, объём и форма колпака может быть значительных размеров и различной формы в горизонтальных и вертикальных сечениях. В колпак может быть помещено тело различной формы и различного назначения. Нагрев стенок колпака в каждом горизонтальном сечении будет одинаков и больше в каждом вышележащем сечении. При непрерывной подаче тепловой энергии в колпак, движение горячих газов происходит в нём за счёт естественных сил природы, горячие газы вверх, охлаждённые вниз, без приложения внешней силы. (В котлах традиционной конструкции такой движущей силой может быть тяга трубы или механическая дутьё-тяга.) На этом явлении построена конвективная система всех наших котлов. Котел состоит из топливника (А) и конвективной системы (В) в виде одного или двух колпаков, поставленных друг на друга. Нижний колпак построен по формуле "нижний ярус и топливник объединены в единое пространство и составляют нижний колпак" (обязательное наличие сухого шва). Только такое построение нижнего колпака даёт возможность решить вопросы, поставленные в статье. Котлы, построенные по такой схеме, обладают рядом уникальных свойств, которыми не обладают котлы других систем.

Рассмотрим, какая разница в условиях горения топлива в традиционных котлах (с принудительным движением газов) и котлах построенных по нашей системе.

Мы можем представить себе картину горения топлива. Воздух обтекает раскаленную поверхность куска, причем на этой поверхности атомы кислорода соединяются с атомами углерода, превращаясь частью в углекислый газ (углекислоту) и частью в окись углерода. Кусок топлива, горя, непрерывно уменьшается в объеме и после него остается негорючая примесь - зола. Над куском топлива пламенем горит его летучая часть. Она содержит горючие газы, состоящие из углерода и водорода (углеводороды). Водород несколько опережает в горении углерод, так как он легче, быстрее соединяется с кислородом и сгорает в водяные пары. Углерод до момента своего сгорания находится в пламени, в виде пылинок сажи. Эти пылинки от соседних, уже сгоревших пылинок, нагреваются до свечения и, соприкасаясь с воздухом, сгорают. Можно сказать, что пламя - это горящие углеводороды. Сгоревший углерод-сажа превращается в углекислоту (или в окись углерода - при неполном горении). Следовательно, над пламенем, которое мы видим, находится уже то, что получается после горения, т. е. углекислота (а в случае неполного горения - и окись углерода), водяные пары и азот. Кроме того, бывает также и некоторое количество воздуха, не принявшего участия в горении, и водяных паров от выпаривания воды, содержащегося в топливе. Все эти газы участия в горении не принимает, а только нагревается за счет теплоты сгорания углерода и водорода. Назовем их балластными, так как они не принимают участие в горении и требуют энергии для своего нагревания. Молекулы всех перечисленных газов совершенно самостоятельны, не сцеплены между собой. Следовательно, дымовые газы, или, как их называют еще, продукты горения, представляют собой простую смесь нескольких газов.

Котел для бани своими руками

В системах с принудительным движением газов, весь этот поток, включая балластные газы, протягивается через топливник и конвективную систему, понижая температуру в них.

По-другому, или в других условиях, протекает реакция горения в системах построенных по формуле "Нижний ярус и топливник объединены в единое пространство и составляют нижний колпак". Частицы горючих газов (углеводородов) соединяются с кислородом воздуха и выделяют тепло, превращаясь в углекислый газ (а в случае неполного горения - и окись углерода) и водяные пары от горения водорода. При этом они имеют большую температуру, чем водяные пары топлива, азот, а так же кислород, не вступивший в реакцию (излишний воздух) и поэтому собираются в верхней части колпака, образуя там зону повышенной температуры. Водяные пары топлива, азот, излишний кислород (воздух) и отдавшие тепло газы собираются в нижней зоне колпака. В этом случае мы можем говорить не только о разделении потоков горячих и холодных газов, но и о разделении газового потока (смеси нескольких газов) на отдельные составляющие. То есть балластные газы, имеющие более низкую температуру, проходят через сухой шов в нижнюю зону колпака, не охлаждает его и котел. В этом случае весь процесс горения естественен, саморегулируем и оптимален.

Простейшая варочная печь своими руками

Назначение конвективной системы котла периодического действия Fig.1, эффективно и оптимально аккумулировать и передавать тепловую энергию, полученную в результате реакции горения топлива, стенкам 7, калориферу системы регенерации 6 и водяному теплообменнику 2, находящемуся в ней. Тепловая энергия горячих газов распределяется между стенками и водяным теплообменником. Чем больше разница температуры между газовой средой и телом, воспринимающим его, тем больше энергии воспримет тело. Поэтому стенки колпака должны быть массивными, медленно набирающие тепло и иметь тепловую изоляцию 4 снаружи для сохранения тепла. Их можно выполнять однослойными из красного кирпича (левая половина Fig.1) или двухслойными из красного кирпича с внутренней футеровкой огнеупорным кирпичом (правая половина Fig.1). Между слоями прокладывать тонкий слой керамического материала или бумажного картона 9, необходимый для компенсации температурного удлинения огнеупорной кладки.

Водяной котел для кирпичной печи

Назначение топливника сводится к максимальному изъятию энергии из топлива и передаче её в максимальном объёме в конвективную систему. Этого можно добиться за счёт повышения температуры реакции горения во всех её стадиях. Температура реакции горения повышается, при выполнении следующих мероприятий:

1. Конструктивное исполнение котла позволяет получить естественную зону с повышенной температурой дожигания газообразной составляющей топлива - достигается за счёт применения "принципа свободного движения газов", с учётом выше изложенной формулы.

2. Размещение водяного теплообменника (холодного ядра) вне топливника. (Позволяет увеличить температуру в топливнике, полноту сгорания топлива и нагрев водяного теплообменника).

3. Оптимизации количества подаваемого воздуха на всех стадиях горения. На Западе этот вопрос решен за счёт применения дверок с калиброванными отверстиями на минимальную и максимальную подачу воздуха, а так же других мероприятий. Вопрос изготовления современных печных приборов в России может быть решен на региональном уровне.

4. Применения материала стен топливника 3 с высоким коэффициентом теплопроводности, что позволит быстро уравнять температуру газовой среды и стенок и передать больше тепла в колпак. Для этих же целей, между огнеупорной футеровкой и стенками топливника прокладывается минеральный утеплитель 4.

Печь котел своими руками

5. Применение катализатора горения 5 из материалов с высоким коэффициентом теплопроводности. Лучевое тепло катализатора, воздействует на все элементы топливника и газовую среду. Обычно это решетка из шамотного кирпича, которая дает так же хорошее перемешивание воздуха с топливом.

6. Регенеративной технологии (нагрев воздуха, поступающего в котел, отработанными продуктами горения). Достигается за счёт устройства регенератора 1 (вместо поддувала), обеспечивающего естественный нагрев воздуха, поступающего в топливник, отработанными газами из нижней зоны колпака. Стенки регенератора 8 дополнительно обогреваются горячими газами колпака. Удаление золы может быть организованно как через герметичную поддувальную дверку, так и вниз в бункер 10.

Калорифер системы регенерации 6 может обеспечивать регулируемую подачу подогретого воздуха естественным путём, или за счёт принудительной подачи. В последнем случае возникает возможность оптимизировать подачу первичного и вторичного воздуха в различных стадиях горения, автоматизировать процесс горения. Стенки колпака 7 изолируются снаружи минеральной ватой и являются теплоаккумулирующим массивом.

Такая конструкция даёт возможность автоматизировать температурный режим в помещении с помощью автоматических терморегуляторов в зависимости от заданных параметров и температуры наружного воздуха. С помощью циркуляционных насосов со встроенной автоматической регулировкой изменять, за счёт частоты вращения, подачу необходимого количество теплоты в систему, в зависимости от потребности системы водяного отопления.

Твердотопливная печь с котлом водяного отопления

Аналогично конструируются котлы постоянного действия Fig.2. Различие в том, что топливник выполняют меньшей мощности, а в колпаке не надо делать большой теплоаккумулирующий массив. Требуется выполнить перераспределение тепла поступающего в колпак. Необходимо, что бы стенки колпака воспринимали меньше энергии, а водяной теплообменник больше. Это достигается за счёт устройства двухслойной стенки, между слоями которой прокладывается минеральный утеплитель 4. Внутренняя стенка 11 (футеровка), выполняется из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например огнеупорного кирпича. Конструктивно легче перекрывать отдельно как внутреннюю, так и внешнюю оболочку. Футеровка топки и колпаков будут иметь различный нагрев и линейное расширение. Поэтому лучше перекрыть топку и колпаки отдельно. Между футеровкой топки и стенкой, а так же футеровкой колпака и его стенкой, можно проложить, например, муллитокремнеземистый фетр или войлок 4 толщиной 20-30 мм. Снаружи котёл может быть полностью изолирован, если не требуется отапливать помещение, где котёл установлен.

У большинства современных твердотопливных котлов, регулирование теплопроизводительности производиться за счёт регулирования подачи воздуха, необходимого для горения, то есть за счёт изменения мощности горения. Наибольший КПД котлов на любом виде топлива, может быть получен при работе их с наибольшей мощностью. Коэффициент полезного действия (КПД) таких систем отопления существенно зависит от того, при какой мощности работает система. Чем ниже степень использования системы, тем ниже КПД и тем больше расход топлива. В котлах, работающих на газе и соляре, этот вопрос решен. Применение автоматики позволяет эксплуатировать котлы отопления одинаково с максимальной отдачей во всех режимах работы, за счет периодического их включения и выключения.

Котел из печи

В твердотопливных котлах постоянного действия этот вопрос можно решить следующим образом. Поступающее в колпак тепло распределяется между стенками колпака и водяным теплообменником. При длительной топке, температура стенок колпака и газовой среды выравниваются, и теплообмен происходит практически только за счёт водяного теплообменника.

Регулирование подачи тепла в систему водяного отопления может происходить за счет изменения:

1. Мощности горения.

2. Скорости циркуляции теплоносителя.

3. Перераспределения пути движения газового потока.

В первом случае, при уменьшении подачи воздуха в топливник, происходит снижение мощности котла при снижении его КПД, что не желательно. Избытка тепла в этом случае в котле не получается. По-другому происходит процесс при регулировании скорости циркуляции теплоносителя. При увеличении скорости циркуляции теплоносителя, уменьшается подача тепла в систему водяного отопления. При этом не происходит снижения КПД котла работающего на полную мощность, но в котле появляется избыток тепла, который требуется использовать.

Радиаторы в гараже своими руками

Избыток тепла предлагается аккумулировать по схеме приведенной на Fig. 3. С левой стороны оси Е, показан котел постоянного действия Fig.2., обозначенный буквой С. С правой стороны показана система по схеме "одно-двухъярусный колпак" D, использующая избыток тепла. Обозначения на схеме следующие: 1- выход отработанных газов, 2- тело воспринимающее избыток тепла, 3- канал прямого хода, 4- задвижка прямого хода, 5- датчик температуры, 6- датчик состава выходящих через трубу газов.

Принцип работы этой схемы следующий: Датчик 6, в зависимости состава выходящих газов, воздействует на исполнительный механизм калорифера системы регенерации 6 и оптимизирует подачу воздуха, необходимого для горения. Датчик 5, в зависимости от температуры выходящих из трубы газов, воздействует на исполнительный механизм задвижки 4, открывая или закрывая её. При равенстве потребляемого и вырабатываемого тепла, горячие газы из котла через отверстие 1, по каналу и через открытую задвижку 4 выходят в трубу. При избытке тепла, задвижка 4 закрыта, и горячие газы поступают в теплоаккумулятор D. При повышении температуры теплоносителя в системе водяного отопления, во избежание закипания воды, следует произвести автоматическое перераспределение пути газового потока (за счёт изменения разряжения в системах). Направив его некоторую часть непосредственно в аккумулирующую систему D.

Использование аккумулированного тепла в данной статье не рассматривается. Следует только отметить, что назначение конвективной системы D аналогичное схеме показанной на Fig.1 и Fig.2. По такой схеме можно использовать тепло выходящих газов от технологических процессов, например нагревательных печей и пр.

Как изготовить теплообменник своими руками?

Построенные по схеме показанной на Fig.2. котлы, даже без использования регенеративной технологии показывают удивительные результаты. В подворье Монастыря на Ганиной яме в строящемся трёх этажном Храме в декабре 2003 года был запущен дровяной котёл, отапливающий два этажа, в котором велись строительные работы. В данном котле не была применена регенеративная технология по различным причинам. Перекрытия между этажами, выполненные из плит с круглыми пустотами, были не утеплены. Третий этаж не имел крыши и на перекрытии второго этажа, закрытого пленкой, лежал снег. Некоторые окна и двери были закрыты полиэтиленовой пленкой. Помещение котельной было не утеплено, сам котёл не имел теплоизоляции. В этих условиях котёл топили круглосуточно только что сваленными сырыми не рублеными дровами диаметром до 25 см, так как сухие были не заготовлены. Температура на первом этаже была +12, на втором +15 градусов, стены и потолки имели температуру +10, при наружной температуре -16 градусов. Температура наружных стенок котла доходила до 130 градусов. Люди, обслуживающие котел поражены его характеристиками. После 15 дней постоянной работы котла, получили одно ведро золы. Для опыта в топку бросали толстый резиновый шланг, но они не получали темный дым. Из трубы выходит белый пар! При остановке котла на 12 часов, температура теплоносителя понизилась всего на 20 градусов, при не утеплённом котле и повышенной теплоотдаче батарей.

Правила обвязки котлов.

Печь котел своими руками

Движение теплоносителя в регистре должно происходить навстречу тепловому потоку. То есть наиболее холодная вода контактирует с наиболее холодными газами. Далее, при движении по регистру вода нагревается и контактирует с все более нагретыми газами. При таком встречном движении теплоносителя и газов (тепловых потоков), между ними сохраняется разность температур, необходимая для передачи теплоты, а так же снижается вероятность выпадения водяных паров, из-за которых происходит ржавление труб. Это особенно важно, если топливом являются дрова, содержащие много водяных паров. Такое движение теплоносителя и газов называют противотоком. Следует отметить, что в системе свободного движения газов (при размещении регистров котла в колпаке), при правильно сконструированных и обвязанных регистрах, и естественном движении теплоносителя (без насоса) это условие выполняется за счет естественных сил природы, не требует внешнего воздействия, а значит естественно и оптимально. При принудительной циркуляции теплоносителя за счет насоса, скорость теплоносителя нужно принимать минимально возможной.

Обвязка должна обеспечивать возможность периодического слива теплоносителя из регистров без слива системы. Это необходимо для периодического выжигания сухих труб регистра от сажи, в том числе через чистку в колпаке,. В котлах необходимо устанавливать автоматику регулирования температуры нагрева воды на выходе. Смысл её состоит в организации движения воды по малому кругу (прямая - обратная труба) до достижения температуры нагрева воды на выходе до значения 45-55 градусов оС, после чего вода направляется по большому кругу. В противном случае возможно выпадение на регистрах конденсата и ухудшения работы котла, . При отсутствии приборов автоматики можно закольцевать по малому кругу прямую и обратную трубу перемычкой из трубы Д=1 дюйм с регулировочным вентилем. Затапливают котел с открытым вентилем. По достижению температуры теплоносителя до указанных пределов вентиль постепенно закрывают, не допуская повышения его температуры выше верхнего предела. При применении в котле двух и более регистров, выходы их объединяют в одну трубу.

При естественной циркуляции теплоносителя и устройстве теплых полов необходимо предусматривать устройство на обводной обратной трубе шунтирующего насоса с малой скоростью теплоносителя. При этом на трубе предусматривать установку отключающих вентилей. Проектирование и монтаж систем водяного отопления должны выполнять специализированные проектные и монтажные организации.

Твердотопливная печь с котлом водяного отопления

В настоящее время, Госстроем России, рекомендуются к строительству печи со встроенным котлом водяного отопления и горячего водоснабжения, а так же котлы, у которых тепловоспринимающая часть расположена в зоне горения. То же можно сказать и о котлах, используемых в котельных коммунальной энергетики. Подобные печи и котлы обладают некоторыми существенными недостатками, которые трудно компенсировать ввиду несовершенства применяемой уже несколько столетий конвективной системы газооборотов. В них используется принцип принудительного движения горячих газов. Их конвективная система состоит из последовательных, параллельных или комбинированно расположенных каналов. Система обладает большим сопротивлением газовому потоку, ограничена по форме и объёму, не равномерно и не оптимально сохраняет и отдаёт тепло. В каналы нельзя вставить полезное тело, например котёл отопления. Для этих целей можно использовать только топочное пространство. В этом случае изменяется функциональное назначение топливника, в котором появляется холодное ядро, понижающее температуру в топливнике и значительно понижающее КПД изъятия энергии топлива.

Котел из печи

Наша система конструирования источника тепловой энергии обладает невероятной гибкостью и позволяет проектировать и строить многофункциональные котлы и печи любого размера и формы, с новыми свойствами и функциями. По такой схеме конструируются энергоустановки любого назначения. В колпак легко могут быть установлены электрические нагреватели, калорифер воздушного отопления, парогенератор, плита или духовой шкаф для приготовления пищи, духовка для нагревания камней, технологические материалы для тепловой обработки и т.п. По такой схеме может быть сконструирован паровой котел. Наша теория может быть применима к системам, работающим на всех видах топлива. Наша система даёт возможность применения высоких технологий в печах, автоматизировать загрузку топлива, процессы сгорания топлива и регулирования теплоотдачи. Считаю это направление развития системы источника тепловой энергии перспективным, отвечающим требованиям энергосбережения и сложившейся конъюнктуре рынка.

Следует отметить высокую общественную значимость нашей работы, которая позволяет использовать дешевое местное восполняемое топливо и осуществить реальное энергосбережение топливных ресурсов, а так же то, что внедрение её не требует больших бюджетных средств, так как осуществляется методом "сам строй". Трудности внедрения я вижу в низкой инвестиционной привлекательности проекта.

Ремонт печи с котлом водяного отопления

Сегодня, для развития нашей системы источника тепловой энергии, требуется продолжить работы по автоматизации загрузки топлива и оптимизации процесса сжигания топлива. Требуется проведение лабораторных испытаний. Цель исследования: Определить температурные параметры газовой среды и элементов котла в различных стадиях горения топлива, необходимые для расчетов котлов. Получить оптимальные значения температуры выходящих из очага газов и их состав. Подготовить рекомендации по соотношению конструктивных оптимальных размеров и характеристик применяемых материалов элементов котла. Привести эту работу к понятным графикам и формулам, по которым можно будет конструировать и рассчитывать котлы. Мной подготовлены предложения к исследованию

Решение любого многопланового вопроса требует участия специалистов высокой квалификации разных специальностей. Должна быть создана пирамида, во главе которой должен стоять политический и финансовый менеджер, тем более при решении общественно значимых вопросов с низкой инвестиционной привлекательностью.

Я заранее благодарен каждому, кто выступит оппонентом мне по теме статьи, или поможет передать её на экспертизу в заинтересованную в энергосбережении организацию, а так же разместить в научно-технический журнал, заинтересованный данной темой.

Источники:

http://sdelaikamin.ru/vodyanoe-otoplenie-ot-pechi-svoimi-rukami-137

http://kladka-kamina.ru/pech-s-kotlom.html

http://www.stove.ru/index.php?lng=&rs=109


See also: