Цегляна піч з водяним контуром для опалення
- Режим роботи печі
- Як визначити місце для установки регістра
- Як визначити необхідну потужність регістра
- Як зробити регістр самостійно
- Герметизація труб в цегляній печі
- Перекладати стару піч або робити нову
Незважаючи на численні переваги, цегляна піч не може обігріти кімнати, що знаходяться далеко від неї, тому необхідно використовувати додаткове опалення, яке можна реалізувати, врізавши в піч водяній регістр. Далі ми розповімо:
- як змінюється режим роботи печі після врізки регістра;
- як визначити краще місце для установки регістра;
- як визначити необхідну потужність регістра;
- як зробити регістр самостійно;
- як герметизувати вхід і вихід теплообмінника;
- яка конфігурація водяного опалення краще підходить для цегляної печі;
- перекладати чи стару піч або робити нову.
Режим роботи печі
При згорянні будь-якого виду твердого палива виділяється багато розпечених газів, які спочатку нагрівають топку, потім димоходи й грубу печі. Температура в топці досягає 1000 градусів, в димоходах 500-700 градусів, в грубі 200-400 градусів. Обов'язковою умовою нормальної роботи є достатня температура виходить з труби диму, якщо вона нижче 150 градусів, то на внутрішніх стінках труби випадає конденсат. Адже дим невисокої температури не може зігріти стінки вище значення точки роси, тобто температури, що призводить до конденсації водяної пари.
Хороша цегляна піч розрахована так, щоб дим, пройшовши по всіх каналах і дійшовши до труби, зміг підняти температуру внутрішньої поверхні труби вище точки роси. Тому установка будь-якого водяного регістра знижує спочатку температуру проходять через нього газів, а потім і температуру стінок димаря, це необхідно враховувати при визначенні потужності топки і теплового випромінювання самої печі.
Як визначити місце для установки регістра
Існує три основних місця установки теплообмінника:
- топка;
- простір над топкою;
- один з каналів димоходу.
Установка регістра в топку дозволяє отримати максимум теплової енергії, проте знижує ефективність горіння будь-яких видів палива. Установка теплообмінника над топкою не впливає на режим горіння палива, але знижує температуру проходять через нього газів, через що не тільки груба, а й димоходи отримують менше тепла. Установка регістра в один з каналів димоходу дозволяє штатно нагріти все, що розташоване до нього, проте ускладнює прогрів грубі. Якщо встановити регістр над топкою, то піч перетвориться на аналог котла - слабкий нагрів зовнішньої поверхні і неможливість підключення грубі через занадто низьку температуру проходять газів. Якщо ж встановити теплообмінник в одному з каналів димоходу, то тіло печі буде штатно нагріватися, тому втрата грубі не сильно вплине на ефективність прямого нагріву. Тобто для вибору місця установки регістра спочатку потрібно визначити, чи буде піч використовуватися як основне джерело тепла, або тільки як теплогенератор для водяного опалення.
Як визначити необхідну потужність регістра
Прийнято вважати, що для опалення 1 м2 площі утепленого будинку потрібно 100 ват теплової енергії. Тобто для визначення потужності регістра в кВт необхідно площа будинку в м2 поділити на 10. Якщо ж будинок не утеплений, то застосовують підвищувальні коефіцієнти від 1,2 до 2,5. Для визначення кількості теплової енергії біля опалювальної печі використовують понижуючі коефіцієнти від 0,2 до 0,8. Впливає на потужність теплообмінника і місце його установки - при монтажі в димоході потужність дорівнює розрахункової (приблизно 10 кВт на 1 м2), при установці над топкою потужність зростає в 1,2-1,5 рази, тобто для створення 15 кВт теплової енергії досить площі в 1-1,2 м2.
Крім того, важливий і режим роботи водяного опалення, адже піч не може постійно спалювати паливо, це призведе до перегріву і розтріскування кладки. Тому в режимі дворазової топки потужність регістра дорівнює розрахункової, а при використанні теплоаккумулятора (ТА) потужність потрібно збільшити в 2,5-3 рази. Це забезпечить стабільність температури в системі опалення при будь-яких режимах роботи печі.
Як зробити регістр самостійно
Існують два основних способи виготовлення регістрів:
- переробка чавунного радіатора опалення;
- зварювання із сталевих безшовних труб.
Потужність 1 м2 обох видів регістра приблизно однакова і становить 10 кВт при установці в димоході або 12-15 кВт при установці над топкою. Щоб зробити регістр з радіатора, потрібно повністю розібрати його, від'єднавши кожну секцію, потім ретельно очистити від іржі та фарби за допомогою болгарки і дротяної насадки-щітки. Потім потрібно набрати потрібну для отримання заданої потужності кількість секцій і зібрати їх, використовуючи фторопластовий ущільнювачий (ФУМ стрічку). Використовувати інші ущільнювачі не можна, адже температура в місці з'єднання секції і ніпеля може досягати 450 градусів, тому паперові і силіконові ущільнювачі прогорять і дадуть текти. По діагоналі потрібно вставити перехідники під трубу обраного діаметра (бажано не менше 40 мм), інші два отвори закрийте штатними заглушками, також посадивши їх на ФУМ стрічку. Після складання опрессо готовий теплообмінник під тиском 4-5 атмосфер, якщо виявили текти, то розберіть і заново зберіть його більш якісно.
Щоб виготовити теплообмінник з труб, вам будуть потрібні:
- болгарка з відрізним і зачисним дисками;
- зварювальний інвертор;
- плазморез;
- кутник;
- рулетка;
- керн.
Найбільш ефективна модель регістра - вертикальна гребінка між верхньою і нижньою горизонтальною трубами. Крок між трубами гребінки дорівнює діаметру цих труб. Спочатку визначають висоту всієї конструкції, щоб вона могла поміститися в димохід або над топкою, потім обчислюють її довжину, необхідну для отримання заданої потужності. Після цього нарізають вертикальні і горизонтальні труби. Потім в горизонтальних трубах за допомогою плазмореза прорізають отвори для установки вертикальних труб і приварюють їх, виставляючи по косинці. Замість кутника можна скористатися рівнем або схилом, проте для цього буде потрібно стіл зі строго горизонтальною поверхнею. Після складання теплообмінника необхідно приварити перехідники під обрану трубу і обпресувати під тиском 4-5 атмосфер.
Герметизація труб в цегляній печі
Регістр встановлюють всередині печі, де все наповнене розпеченими газами, що містять багато отруйних речовин. Тому дуже важливо правильно герметизувати вхід і вихід теплообмінника. Проблема в тому, що температурне розширення металу набагато вище температурного розширення цегли і розчину, тому не можна просто замазати вільний простір глиною. Найбільш ефективний спосіб герметизації полягає в тому, щоб, перш ніж вставити регістра в призначене для нього місце, обмотати ділянки, що проходять крізь цеглину азбестового стрічкою або шнуром. Азбестовий ущільнювач не зволікатимуть, але намотують дещо більше, ніж треба, потім під час вставки теплообмінника запихають в отвір не тільки трубу, але і намотаний на неї ущільнювач, який і перешкоджає проходу димових газів.
Яка конфігурація водяного опалення краще підходить для цегляної печі
Особливість цегляної печі в тому, що вона добре запасає тепло, але погано переносить перегрів, тому оптимальною вважається режим дворазової, а при сильних морозах триразової топки. Причому час горіння дров, а значить і час активного виділення димових газів, не перевищує півтори години. При такому режимі теплообмінник видає максимальну потужність лише під час топки, інший же час кількість створюваної їм теплової енергії постійно зменшується, через що в системі опалення відбуваються скачки температури. Причому теплообмінник, встановлений в димоході менше схильний до цих перепадів, адже навіть після закінчення топки його підігрівають гарячі цегляні стіни.
Тому для створення водяного опалення від цегляної печі необхідний теплоаккумулятор, причому його обсяг залежить не тільки від площі будинку, а й від місця установки теплообмінника. Для регістрів, встановлених над топкою, оптимальний обсяг ТА становить 40-60 літрів на 1 м2 площі будинку, а для теплообмінника в димоході оптимальний обсяг становить 20-30 літрів. Якщо ж встановити регістр збільшеної потужності над топкою і використовувати добре утеплений ТА ємністю 100 літрів на 1 м2, то можна навіть у люті морози топити через день. Однак для такої роботи потрібно і топка збільшеного обсягу, крім того, витрата дров або вугілля буде на 20-30% більше, ніж при топці два рази в день.
Перекладати стару піч або робити нову
Щоб вставити в піч регістр, її доводиться розбирати. Часткове розбирання дозволяє серйозно знизити обсяг будівельних робіт і скоротити час їх проведення, однак після такої установки піч вже не зможе нормально обігрівати будинок, адже реєстр буде віднімати більшу частину теплової енергії. Стара топка печі була розрахована на виділення певного обсягу теплової енергії, достатньої для нагріву стін печі і грубі до потрібної температури. Після установки регістра температура димових газів знизиться, через що піч і груба НЕ будуть нагріватися належним чином, а в димарі почне осідати конденсат. Тому необхідно або повністю перекласти піч, збільшивши розмір топки, або відключити від неї грубу. Замість відключення грубі можна зовнішні стінки печі обкласти утеплювачем. Все це дозволить підвищити температуру димових газів в трубі щоб уникнути утворення конденсату. Тому в кожному випадку індивідуально визначають, чи потрібно перекладати піч або можна обійтися менш витратними заходами.
При цьому визначають:
- скільки тепла йде на пряме випромінювання від стін печі;
- скільки на теплове випромінювання від грубі;
- скільки споживає теплообмінник;
- яка потужність топки.
Тільки такий підхід дозволяє не тільки врізати в цегляну піч теплообмінник водяного опалення, а й зберегти все її переваги.