Пекти з котлом водяного опалення: що треба знати про конструктивні особливості
Пекти, складена з цегли – всіма улюблений, надійний та економний варіант опалення невеликого котеджу або дачі. Однак вона не здатна повноцінно прогріти заміський будинок великої площі; у цьому випадку на допомогу може прийти вдосконалена піч із казаном водяного опалення. Розбираємося, які особливості має конструкція, які моменти потрібно врахувати при виборі форми і місця розміщення теплообмінника.
Як працює система водяного опалення із піччю
Цегляна піч, доповнена водяним контуром, дозволяє швидко та рівномірно прогріти приміщення досить великого (до 100 квадратів) будинку; її доцільно ставити у будинку з мансардою чи другим поверхом. Принцип роботи простий: тепло, що виділяється при згорянні палива, нагріває теплоносій (у приватних системах – це вода), який циркулює по приміщеннях та розподіляє теплову енергію.
Щоб система працювала ефективно, вона має бути побудована за певними правилами. Найпростіше реалізується водяний контур із природною циркуляцією води. Він ґрунтується на фізичному явищі розширення води (як і будь-якої рідини) при її нагріванні.
Основою системи є піч із теплообмінником. Функції теплообмінника виконує металева ємність, оснащена патрубками (штуцерами) та з'єднана із трубами системи. Розігріта вода розподіляється по контуру опалення, а циркуляція стає можливою через різницю питомої ваги гарячої та охолодженої води.
Також до системи водяного опалення входять такі елементи:
- Розширювальний бак. Накопичувальна ємність, що запобігає пошкодженню системи, коли підвищується тиск.
- Циркуляційний насос. Збільшує швидкість руху теплоносія по контуру, від чого теплова енергія розподіляється швидше та рівномірніше.
При облаштуванні водяного опалення із піччю можна орієнтуватися на стандартні схеми розведення. Але пекти є специфічним джерелом тепла; вона повільно нагрівається і остигає, а тепло виділяється нерівномірно. Тому для якісного обігріву житла необхідно враховувати ці особливості.
Плюси та мінуси системи
Цегляна піч з вбудованим котлом водяного опалення має такі переваги:
- Система більш енергоефективна; ККД конструкції з вбудованим теплообмінником у рази більше, ніж у традиційної пічки, що обігріває одну-дві, і далеко не найбільші кімнати.
- Система економна у роботі. Пекти з цегли остигає повільно; після того, як дрова прогорять, труби залишатимуться гарячими протягом двох-трьох годин. Дров знадобиться менше, витрати на придбання палива знизяться.
- Незначні фінансові вкладення. Водяний контур встановлюють одночасно з кладкою печі. Виготовлений своїми руками теплообмінник обійдеться на порядок дешевше від покупного котла.
- Місцезнаходження печі не впливає якість обігріву; Ви можете встановити радіатори будь-де.
- При продуманому розташуванні котел маскується пічною конструкцією і ніяк не впливає на комфорт приміщення.
Варто пам'ятати про наступні мінуси конструкції:
- Для самостійного збирання печі з теплообмінником необхідний досвід, і він досить специфічний. Якщо ви ніколи не робили цегляну кладку та не монтували системи опалення, перший досвід навряд чи буде цілком вдалим.
- Встановлення водяного будка в готову піч не можна назвати гарною ідеєю. На практиці виникає багато додаткових проблем, а вартість розбирання, збирання та монтажу котла можна порівняти з вартістю нової пічної конструкції.
- Цегляна піч з водяним контуром потребує ретельно опрацьованого проекту з урахуванням розмірів усіх приміщень, які передбачається забезпечити теплом. Вона, як і раніше, залишається пожежонебезпечним об'єктом, тому при її експлуатації необхідно дотримуватися всіх правил пожежної безпеки.
- Зберігається ризик отруєння чадним газом, чого допоможе уникнути зроблений за правилами димар.
- Тепло неможливо повністю розподілити рівномірно: у кімнаті біля печі завжди буде тепліше.
В цілому, монтаж у будинку опалювальної системи, що включає піч, котел та батареї, вважається економічно вигідним рішенням. Одночасно така конструкція має нюанси, про які не можна забувати під час проектування та зведення. До найважливіших відносять такі тонкощі:
- Цегла має високу теплову інерцію, і ви не зможете миттєво зупинити нагрівання печі. Це може стати проблемою замкнутого контуру з циркулярним насосом. Якщо (навіть ненадовго) пропаде електрика, то насос заглухне, а теплоносія в контурі достатньо однієї хвилини, щоб закипіти. Потрібна комбінована система зі штучною та природною циркуляцією води.
- Пекти з теплообмінником не можна використовувати влітку: вона почне нагрівати контур, і ви не зможете перебувати в будинку через спеку. Але й розпалювати топку без води в контурі не можна: метал перегріється, що призведе до його спалювання.
- Якщо система використовується нерегулярно (наприклад, на дачі), при великих перервах воду зливають. Якщо забути про це, замерзла вода благополучно зіпсує контур.
- З точки зору безпеки експлуатації пічка з казаном водяного опалення поступається, наприклад, газовому казану з теплообмінником, зупинити роботу якого можна одним перекриттям крана.
Варіанти розташування теплообмінників
Печі з водяним контуром використовуються не тільки в житлових будинках, а й у великих лазнях, обладнаних кімнатою відпочинку, окремою душовою або, наприклад, роздягальнею. Конструкція печі з котлом (теплообмінником) частіше реалізовується двома способами: котел монтують безпосередньо в топці або димарі. Рідше ємність із водою монтують у тілі печі, поруч із осередком.
Конструкція котла в топці найбільше підходить для обігріву житла великої площі. Її ККД досягає 85-90%, що підвищує тривалість робочого циклу. Мінус полягає у безпосередньому контакті металу з вогнем. Результатом стає посилене накопичення сажі, а згодом – прогорання металу.
Сажа знижує ККД агрегату (в середньому на 10% через шар 1 мм). Тому вам доведеться її регулярно чистити чи змиритися із погіршенням опалювальних можливостей системи. Також варто враховувати збільшення розмірів печі з казаном усередині. Місце для великогабаритної конструкції знайдеться не на кожній кухні чи лазні.
Друга можливість для встановлення теплообмінника надається у димарі. У котла, вбудованого в димар, зростає термін служби, оскільки метал не контактує з вогнем і тому захищений від прогорання. Якщо подібна конструкція встановлена в парній лазні, вона ніяк не впливає на швидкість парного прогріву.
Суміжні приміщення обігріваються за рахунок тепла, яке, за звичайних умов, у прямому значенні вилетіло б у трубу. При такій організації контуру опалення нагрівання є нерівномірним: гарячі гази гірше нагрівають воду, та інші приміщення обігріваються слабше, а для далеких приміщень обігрів стає символічним.
Форма теплообмінників
Печі із водяним контуром самостійного виготовлення обладнуються кількома типами теплообмінників. При виборі та спорудженні котла для печі беруть до уваги складність виготовлення (собівартість та трудовитрати), а також можливості розміщення.
З іншого боку, вибір конструкції визначається призначенням. Наприклад, у лазні бажано швидко нагрівати достатній для миття об'єм, що передбачає інтенсивну теплопередачу. А для опалювальної системи житлового будинку найкраща поступова передача тепла від вогню до води.
Теплообмінники відрізняються як формою, а й матеріалом виготовлення. Правильно поєднуючи форму, матеріал та розміщення, можна значно підняти ККД системи.
У конструкціях цегляних печей можливі такі різновиди теплообмінників:
- Змійовик. Так називають трубу, яку згинають під різними кутами. Плюс змійовика полягає у швидкому прогріві, мінус – у тому, що обсяг його зазвичай невеликий, і для великих площ малопридатний. Його монтують за топкою чи всередині неї; якщо змійовик має вигляд спіралі – то й на димар.
- Реєстр. Теплообмінник нагадує трубний радіатор, може складатися із труб різного діаметру. Його цінують за універсальність та енергоефективність; місце установки вибирають згідно із загальною схемою.
- Водяна сорочка. Різновид трубчастого пристрою, що монтується всередині топки або надягається на димохід. Конструкція схильна до протікання, зате відрізняється ефективністю; для монтажу не треба розбирати піч.
- Теплообмінник плоского типу Встановлюється в будинках та лазнях, практичний варіант з погляду виготовлення, монтажу та обслуговування. Має вигляд плоскої ємності, встановлюється поряд із топкою. Для коректної роботи необхідно дотриматися технічних параметрів: нахил і розташування прямої та зворотної труби. Оптимальний для контуру опалення, оскільки нагріває воду максимально швидко.
Корисне відео
Підвищення ефективності системи
Вибираючи конфігурацію котла в піч для опалення, оцінюють безліч факторів та враховують їхній вплив у комплексі. Щоб підвищити ефективність роботи теплообмінника, при його конструюванні беруть до уваги такі ідеї:
- Ефективність зростає, якщо використовувати матеріали підвищеної теплопровідності. Найкращими показниками теплопровідності має мідь, але вона коштує дорого. Тому оптимальним рішенням стане жароміцна нержавіюча сталь.
- Забезпечують максимально можливу площу поверхні (за заданих габаритів).
- Розраховують оптимальний перепад висот між прямою та зворотною трубою.
- Теплообмінник не повинен заважати горінню палива (при розташуванні в топці) та видаленні газів (якщо його монтують у димарі).
- Кількість енергії, що передається, знаходиться в прямій залежності від площі теплообмінника і різниці температури між різними середовищами.
Корисне відео
Висновок
Якщо цегляну піч доповнити водяним опалювальним контуром, то така система зможе істотно (до 100 квадратів) збільшити площу будинку, що обігрівається, будь-якої конфігурації. Конструкція має високий ККД і хорошу тепловіддачу, рівномірно розподіляє енергію по всіх приміщеннях.
Щоб вибрати або зробити якісний теплообмінник, необхідно брати до уваги його форму, місце розташування та матеріал виготовлення. Конструкція повинна якомога точніше повторювати форму та габарити топки (або димаря); тільки в цьому випадку ККД системи буде максимальним.
