Obstaja veliko načinov za ogrevanje zasebne hiše, povezane z uporabo plina in električne energije. Toda kljub obilici sodobnih metod, peči ogrevanje je še vedno pomembna pri urejanju podeželskih hiš in vikend.
Morate priznati, da nič ne poudarja barve ruskega izba kot peč na drva. Poleg tega se ogrevanje na trda goriva šteje za eno najbolj ekonomičnih možnosti.
Organizacija ogrevalnega sistema se začne z izbiro opreme peči in določanjem vrste ogrevalnega kroga. Ponujamo razumevanje naprave in principov delovanja ogrevanja vode in zraka na osnovi peči. Za boljše razumevanje problema smo dodali gradivo s slikami in vizualnimi fotografijami.
Ogrevanje s sistemom zraka
Razlog za trajnostno preferenco, ki jo lastniki zasebnih hiš dajejo možnost peči za ogrevanje, je učinkovitost delovanja - razpoložljivost drv, briketov ali premoga.
Pomanjkljivost je, da je obdelan prostor omejen, kar se lahko odpravi z ureditvijo vodnega in zračnega sistema, ki temelji na opečni enoti.
Specifičnost naprave za ogrevanje nizko stavb s pečico je predstavljena v izboru fotografij:








Načelo delovanja zračnega ogrevanja na osnovi peči ali kamina je prenos toplega toka, segretega na delovno temperaturo, v izmenjevalniku toplote ali v kotlu. Zrak vstopa neposredno v prostor ali skozi zračne kanale.
Zaradi relativno majhne poti nima časa izgubiti temperature. Rezultat je enakomerna porazdelitev toplote po vsej hiši.
Kamera za ogrevanje zraka je nameščena nad pečjo, tako da vroča zgornja površina peči in dimnik prenaša največjo količino toplote v njo. Kroženje zraka poteka naravno ali s pomočjo ventilatorjev.

Naravna cirkulacija je posledica razlike v gostoti hladnega in vročega zraka. Hladni zrak, ki vstopa v ogrevalno komoro, odvaja topel zrak v zračne kanale.
Ta metoda ne zahteva prisotnosti elektrike, če pa se zrak ne premika dovolj hitro skozi ogrevalno komoro, postane zelo vroč, kar lahko povzroči težave.

Prisilna cirkulacija poteka z uporabo ventilatorjev ali črpalk. Vendar pa se ogrevanje prostora zgodi hitreje in enakomerneje. Pri prisilnem prezračevanju, prilagajanju njegovega načina, lahko preprosto nadzirate količino zraka, ki se prenaša v različne prostore, s čimer določite mikroklimo posameznih prostorov hiše.
Glede na vrsto dovoda hladnega zraka so sistemi razdeljeni na dva tipa:
- S popolno recikliranje. Ogrevane zračne mase se izmenjujejo z ohlajenim v istem prostoru. Pomanjkljivost tokokroga je, da kakovost zraka pade z vsakim ciklom ogrevanja / hlajenja.
- Z delno reklamacijo. Del svežega zraka se vzame od zunaj, ki se v prostoru premeša v zrak. Po segrevanju se potrošniku dovajata mešanica dveh zračnih delov. Prednost pri stabilni kakovosti zraka, pomanjkanje energetske odvisnosti.
Jasno je, da prva skupina vključuje kanalne sisteme z naravnim gibanjem hladilnega zraka. Druga skupina vključuje možnosti s prisilnim gibanjem zraka, za premikanje katerih ni potrebno urediti kanalskega omrežja.

Glavne prednosti zračnega ogrevanja v primerjavi z vodo:
- visoka učinkovitost;
- brez težav;
- brez radiatorjev v sobah.
Kontura naprave s prisilnim premikanjem vam omogoča, da brez gradnje kanalskega sistema. Poleg tega se ta sorta lahko kombinira s klimatizacijo, vlaženjem in ionizacijo zraka.
Če vgradnja naprave, ki spodbuja gibanje ogrevanega zraka, ni načrtovana, se za izboljšanje učinkovitosti peči uporabljajo naslednje metode:




Povečanje učinkovitosti spontano poveča hitrost pretoka zraka: hitreje se segreje zrak, bolj intenzivna je sprememba ohlajene in segrete mase zraka.
Glavne pomanjkljivosti zračnega ogrevanja v primerjavi z vodo:
- pri uporabi peči ima temperatura dobavljenega zraka precejšen razpon, za razliko od drugih načinov ogrevanja;
- zračni kanali imajo velik premer, zato mora biti namestitev izvedena v fazi gradnje;
- po možnosti mesto peči v kleti, sicer je treba uporabiti ventilatorje, ki oddajajo hrup.
Gibanje zraka v prostoru ima negativno stran - dviguje prah, vendar uporaba filtrov na odvodnem kanalu učinkovito ujame ta prah in tako zmanjša skupno količino prahu v hiši.
Druga značilnost zračnega ogrevanja s pozitivno in negativno stranjo je hitrost prenosa toplote. Po eni strani se prostori segrejejo hitreje kot pri segrevanju z vodnim krogom, po drugi strani pa ni toplotne vztrajnosti - takoj ko ugasne peč ali kamin, se prostor takoj ohladi.

Za razliko od vode ogrevanje namestitev sistema za ogrevanje zraka ni težko. Vsi elementi (cevi, zavoji, prezračevalne rešetke) se lahko enostavno priključijo brez varjenja. Obstajajo fleksibilni zračni kanali, ki so lahko v kakršni koli obliki, odvisno od geometrije prostorov.
Kljub temu pa sistemi za ogrevanje zraka, ki temeljijo na peči ali kaminih, še niso zelo razširjeni. Mnogo pogosteje v posamezni nizki stavbi se za ogrevanje prostorov uporablja vodni krog.

Naprava za ogrevanje vode na osnovi peči
Načela delovanja vsakega sistema za ogrevanje vode temeljijo na porazdelitvi toplote iz lokalnega vira v celotnem prostoru z uporabo gibanja vode vzdolž ogrevalnega kroga.
Glavni elementi ogrevanja vode
Pri ogrevalnem krogu z vodnim krogom so glavni elementi:
- peč ali kamin s toplotnim izmenjevalnikom, v katerem se ogreva voda;
- ogrevalni krog, kjer se toplota prenese v prostor;
- ekspanzijska posoda za preprečevanje poškodb sistema zaradi povečanega tlaka;
- cirkulacijsko črpalko, ki zagotavlja pretok vode okoli vezja.
Obstajajo splošna pravila za delovanje ogrevanja vode, kot so načrti ožičenja, ki so dobro znani in jih je treba upoštevati. Vendar pa pri uporabi peči kot vira toplote obstajajo posebne zahteve, povezane z značilnostmi temperaturnega režima.

Peči se ne segrejejo hitro in se počasi ohladijo, pride do neenakomerne toplote in samo pravilna namestitev vseh komponent sistema pomaga preprečiti težave z visokokakovostnim ogrevanjem prostorov v hiši.
Vrste izmenjevalcev toplote in načini postavitve
Za izdelavo izmenjevalnika toplote za peči se uporablja plošča »črna« jekla ali toplotno odporno nerjavno jeklo. Uporaba litega železa kot materiala za proizvodnjo je težka, vendar lahko uporabite končne izdelke iz litega železa, kot so radiatorji iz litega železa.
Mogoče je uporabiti baker, ki ima boljšo toplotno prevodnost kot jeklo, vendar bo cena take naprave visoka. Toplotni izmenjevalnik je priporočljivo izdelati iz jekla debeline 3 mm. Pri visokih temperaturah peči, ki nastanejo zaradi uporabe premoga ali, še posebej, koksa, je treba uporabiti jeklo debeline 5 mm.
Toplotne izmenjevalce lahko razdelimo v tri vrste:
- registri, tuljave in radiatorji, sestavljeni iz niza cevi;
- srajce (kotli), varjene iz jeklene pločevine;
- kombinirana različica v obliki navpičnih sten, povezanih s cevmi (tako imenovane »knjige«).
Srajce iz jeklene pločevine je lažje očistiti iz proizvodov zgorevanja goriva, cevaste strukture pa imajo veliko ogrevalno površino. Pri izdelavi srajc je treba upoštevati presežek tlaka vode, ki se pojavi pri uporabi membranskega ekspanzijskega zbiralnika ali dviganja vode na veliko višino.
Izmenjevalnik toplote za ogrevanje vode na osnovi peči je lahko izdelan iz odpadnega materiala:




V tem primeru je potrebno uporabiti jeklo debeline vsaj 5 mm in dodatno ojačati stene z ojačevalnimi rebri, da se prepreči njihova deformacija.
Oblike cevastih konstrukcij se lahko razlikujejo, vendar je treba upoštevati pogoj, da je notranja velikost cevi vsaj 3 cm v premeru. V nasprotnem primeru, če je hitrost kroženja počasna ali je temperatura previsoka, je verjetno vrelo vodo.
Registri so praviloma oblikovani in ne iz okroglih cevi, da se olajša varjenje.
Sami lahko izdelate izmenjevalnik toplote zahtevane velikosti. V tem primeru je treba posebno pozornost nameniti kakovosti varjenja. Če pride do uhajanja izmenjevalnika toplote, bo vsa voda pritekla v pečico.
Poleg tega, za rešitev problema, boste morali storiti veliko dela: razstaviti peč, jo odstranite, pivo in dal toplotni izmenjevalec nazaj, in nato ponovno sestavite peč.
Obstajata dve možnosti za lokacijo toplotnega izmenjevalnika. V prvem primeru se postavi neposredno v kurišče, kar znatno zoži prostor. V drugem pa so registri nameščeni v pokrovčku neobveznih peči, vendar ima peč v tem primeru bolj kompleksno strukturo.

Pri vgradnji cevnega izmenjevalnika toplote je potrebno pustiti vrzel med njim in steno peči. To je potrebno za boljše segrevanje hladilne tekočine, kot tudi za možnost čiščenja registra. Občasno je potrebno očistiti srajce in registre, saj se pri težkih zamašitvah s pepelom zmanjša učinkovitost izmenjave toplote.
Ob prisotnosti kuhalne plošče se po odstranitvi pojavi čiščenje. Če ima peč samo funkcijo ogrevanja, se čiščenje izvede skozi vrata za izgorevanje.
Kroženje vode v ogrevalnem krogu
Osnovna načela organizacije naravne cirkulacije vode v sistemu so simulacija »zbiralnika pospeška« na izstopu iz izmenjevalnika toplote in ustvarjanje stalnega nagiba cevi ogrevalnega kroga 3-5 °.
Splošni pomen "zbiralnika pospeška" je, da se ogrevana voda iz peči dvigne navpično navzgor in se nato porazdeli po ogrevalnem krogu.
Do kroženja pride zaradi razlike v specifični teži hladne in vroče vode. Hladna voda je težja od vroče vode in teče v toplotni izmenjevalnik, izpodriva toplo vodo do cevi. Vstopna točka »vrnitev« mora biti nižja od izhoda vode iz radiatorjev, sicer bo kroženje vode zelo počasno ali sploh ne bo.

Za povečanje hitrosti gibanja vode po ogrevalnem krogu je nameščena obtočna črpalka. Tako je hitrejša in enakomernejša porazdelitev toplote po vsej hiši. Hkrati je možno uporabiti več črpalk za različne ogrevalne kroge.
V prisotnosti napetostnih sunkov je potrebno uporabiti napetostni regulator, saj lahko odpoved črpalke povzroči resne posledice za celoten sistem.
Črpalke lahko razdelimo v dve skupini glede na položaj motorja: s “suhim” rotorjem in “mokrim” rotorjem. Po vrsti napetosti: modeli, ki delujejo iz omrežne napetosti 220 V in črpalk, ki delujejo iz virov napajanja 12 V.
Motor v črpalkah z "suhim" rotorjem je izoliran od potopljenega pogonskega kolesa z o-obročki. V primerjavi s črpalkami s potopljenim motorjem imajo »suhe« črpalke večji izkoristek.
Vendar pa lahko med pomanjkljivostmi imenujemo visoko raven hrupa, potrebo po rednem vzdrževanju in skrajšano življenjsko dobo. Zato v zasebni hiši praviloma uporabljamo obtočno črpalko z "mokrim" rotorjem.
Izbira vrste moči črpalke je odvisna od možnosti naravne cirkulacije vode v sistemu. Če je to nemogoče brez sodelovanja črpalke, potem je treba izbrati možnost z opcijo 12 V in neprekinjenim napajanjem.
V nasprotnem primeru lahko v primeru izpada električne energije voda zavre in sistem ne uspe. Če je možna naravna cirkulacija, potem je bolje kupiti bolj običajno in cenejšo možnost z 220 V napajalnikom.

Pri vgradnji črpalke z močjo 220 V je potrebno organizirati možnost delovanja ogrevalnega sistema med izpadom električne energije. V ta namen namestite zaporni ventil na cev in ga mimo, namestite obvodno cev s črpalko (tako imenovani »bypass«).
Na bypass cevi pred črpalko namestite žerjav filter, nato pa - zaporni ventil. S prilagajanjem položaja zapornih ventilov na glavnih in obvodnih ceveh je mogoče vklopiti način prisilne in naravne cirkulacije.
Praviloma se črpalka namesti na "povratno cev" v bližini peči, tako da je temperatura tekočine, ki bo potekala skozi napravo, najnižja. To bo znatno podaljšalo življenjsko dobo črpalke.
Poleg tega je treba na enem mestu namestiti največje možno število krmiljenja ogrevalnega sistema, tako da lahko v primeru izrednih razmer hitro sprejmete ukrepe za njihovo odpravo.

Правила использования расширительного бака
Жидкость при нагреве расширяется, и если это будет происходить в замкнутой системе, то сильно возрастет давление внутри нее, а рост давления чреват прорывом воды. Использование предохранительного клапана нецелесообразно, так как после остывания воды и уменьшения ее объема в систему будет запущен воздух.
Поэтому в отопительных контурах с принудительным движением воды используют специальные расширительные баки, которые бывают открытого или закрытого типов. Их объем рассчитывают, исходя не только из максимального теплового расширения жидкости (5-7%), но и с учетом возможности закипания системы.
Бак открытого типа оснащает водяной контур печного отопления гравитационного типа, то есть с естественной транспортировкой теплоносителя. Представляет собой металлическую емкость произвольной формы, расположенной на самом верху отопительного контура. Он напрямую сообщается с атмосферой, из-за чего частично испаряется теплоноситель.
Трубопровод подключается к дну или нижней четверти бака, а к верху него приваривается патрубок для отвода воды в случае перелива и осуществления выхода воздуха из системы. Практика показывает, что объем бака открытого типа должен составлять не менее 15% от объема воды в системе отопления.

Бак закрытого или мембранного типа представляет собой закрытый сосуд с мембраной внутри. Вода, нагреваясь, увеличивает давление, растягивает мембрану и поступает в бак.В случае превышения давления срабатывает автоматика, и излишек теплоносителя сбрасывается в канализацию.
После первого сброса обычно больше не возникает причин для его повторного производства, так как объем теплоносителя становится равным объему системы.
Закрытый мембранный бачок монтируют перед насосом. Такая емкость, в отличие от бака открытого типа, не может избавляться от воздуха сама, поэтому наверху контура отопления необходимо установить кран Маевского (механический воздухоотводчик) или его автоматический аналог.
Единственный элемент мембранного бака, который со временем может выйти из строя – мембрана, поэтому лучше покупать бак с возможностью ее замены.
При покупке бака закрытого типа, который иногда называют гидроаккумулятором, главное не перепутать его с гидроаккумулятором для водоснабжения.
Для мембранного бака, который используется в отоплении, рабочая температура имеет значение до 120°С, а давление – до 3 Бар. Для водоснабжения используют баки с температурой до 70°С и давлением до 10 Бар.
Выбор между трубами и радиаторами
В качестве водяного контура при печном отоплении можно использовать систему пластиковых труб с радиаторами (батареями) или систему металлических труб. Основное преимущество применения радиаторов заключается в том, что они красивее выглядят по сравнению с массивными воздуховодами.
Пластиковую разводку можно без труда спрятать в пол, так как она не отдает тепло. Хотя по правилам разводка водяного отопления должна быть открытой. Однако у полимерных трубопроводов есть ограничения: их нельзя прокладывать там, где есть вероятность оплавления и прямого действия УФ.
Преимущество металлических труб заключается в более низкой цене всего отопительного контура, простоте монтажа и реже возникающими проблемами при эксплуатации системы.

Значимым преимуществом системы с радиаторами является простота регулировки температуры. Даже самые точные расчеты температурного режима помещения могут быть скорректированы. Например, маленькому ребенку до 6 месяцев рекомендована температура 19-21°С, в то время как комфортной температурой в остальном доме считают 25°С.
Чтобы обеспечить такую температуру в течение длительного периода времени в комнате надо полностью или частично закрыть кран подачи тепла к одному из радиаторов. В случае металлической трубы вопрос тоже можно решить, но более сложным способом: уменьшить теплоотдачу сегмента трубы с помощью пенополиуретановой или фольгированной скорлупы.
Еще одним вариантом отопительного контура может быть водяной теплый пол. Это очень комфортный по ощущению человека вид подачи тепла, однако монтаж теплого пола значительно более трудоемкий, чем рассмотренные ранее варианты.
К тому же при использовании теплого пола нет возможности обеспечить уклон для естественной циркуляции воды, что в сочетании с небольшим диаметром труб теплого пола приводит к обязательному условию применения циркуляционного насоса.

Предотвращение перемерзания системы отопления
Использование воды в качестве теплоносителя имеет один минус – в случае перемерзания системы отопления повредится трубопровод и приборы. Особенно сложно восстановить в этом случае теплообменник, интегрированный в печь.
Это проблема актуальна для домов, которые в зимний период могут не отапливаться длительное время. Один из способов предотвратить повреждение системы – использовать вместо воды антифриз, предназначенный для отопительных систем.
Для жилых помещений в качестве антифриза используют жидкости на основе пропиленгликоля, как нетоксичного вещества в отличие от этиленгликоля.
Однако у идеи использования антифриза существуют свои минусы:
- антифриз на основе пропиленгликоля дорого стоит (от 80 р/литр);
- удельная теплоемкость антифриза меньше чем у воды (ориентировочно на 15%), поэтому необходима большая мощность печи и большая площадь поверхности устройств обогрева помещений;
- у антифриза более высокая динамическая вязкость, чем у воды, поэтому необходим более мощный циркуляционный насос, а естественная циркуляция невозможна;
- при нагревании антифриз расширяется до 40%, поэтому необходимо использовать большой расширительный бак закрытого типа;
- пропиленгликоль очень текуч, поэтому проникает через соединения в системе отопления, через которые не проникает вода;
- пропиленгликоль несовместим с оцинкованными трубами, потому что при контакте присадки антифриза утрачивают свойства;
- при закипании антифриза (что вероятно при использовании печей) происходит необратимая химическая реакция, в результате чего всю систему придется сливать и заливать антифриз заново.
Для антифриза систему отопления необходимо рассчитывать заранее – использование его в проектах, реализованных для воды довольно проблематично.
Причем проект с применением антифриза будет значительно дороже, чем система водяного отопления. Поэтому его использование пока не получило широкого распространения в частных домах при печном отоплении, а для предотвращения перемерзания используют другие методы.

Слив воды из контура и рубашки или регистра печи является наиболее частым решением проблемы при длительном отсутствии хозяев дома. Помимо дополнительной работы к минусам этого метода нужно отнести доступ воздуха к металлическим элементам системы с внутренней стороны и, как следствие, распространение коррозии.
Также в качестве решения проблемы на короткий промежуток времени, применяют интеграцию в отопительный контур электрического котла небольшой мощности. Его работа на минимальном уровне потребления энергии в состоянии временно поддержать положительную температуру воды.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Рабочая система отопления на основе печи и водяного контура в частном доме, площадью 80 квадратных метров:
Подача тепла в систему отопления от печей и каминов происходит порционно, что усложняет задачу расчета параметров элементов отопительного контура. Проводить работы по переделке контура довольно проблематично, поэтому при недостатке опыта в этой сфере лучше обратиться к специалистам, имеющим навыки решения таких задач.
У вас есть опыт в организации печного отопления? Или вы так обогреваете свой дом и хотели бы поделиться впечатлениями от эксплуатации печи? Пожалуйста, оставляете комментарии и задавайте вопросы. Форма обратной связи расположены ниже.