Наш дом строился этапами и комнаты запускались в эксплуатацию с интервалом, растянутым во времени. При этом, их приходилось отапливать тем, что есть. На первом этапе был один вариант - отапливались электричеством. Маслянные радиаторы хорошо справляются с прогревом утепленной комнаты. Даже если за бортом -10, в комнате легко можно получить +25. Если ездить в деревню эпизодически, на выходные и прогревать 1-2 небольшие комнаты до 10м2, это приемлемо и не так накладно. Но если вы собираетесь отапливать большую площадь на протяжении длительного периода, пора задуматься об устройстве экономичной системы отопления. Электричеством хорошо обогреваться, если оно достается даром.
В деревне разумно отапливаться дровами - леса кругом много. В старых домах так и делали - ставили печь или две в доме. Баня обычно строилась отдельно и топилась по-черному. Топили по необходимости - обогревались, готовили на дровах, мылись на дровах. Дров надо много и заготавливали их на годы вперед, с запасом, воздвигая под их хранение отдельные сооружения. Хозяйство получалось большое и затратное.
Дровяная печь - мощная штука. Она легко может обогреть большой дом. Важно найти решение, позволяющее использовать ее энергию по максимуму и свести накладные расходы к минимуму.
Первая задача, которая перед нами встала - обеспечить обогрев всего дома от одной печи. Вторая задача - совместить печь в доме с банной печью. Третья задача - обеспечить экономное расходование полученного тепла и поднять эффективность всей системы отопления.
Об этом и поговорим. Первое, что надо продумать - это планировка помещений и расположение печи. Она должна быть выбрана так, чтобы максимально быстро и эффективно прогревать необходимые помещения. Эта задача решается, если вы ставите печь в центре дома, например, в кухне или гостиной, из нее у вас имеются прямые выходы в комнаты, а кухня или гостиная непосредственно граничит с баней через стену. Тогда нагретый от печи воздух будет напрямую поступать во все помещения, весь дом будет прогреваться быстро и тепло он будет держать долго. Мы сделали именно так - баню расположили в доме, а печь стоит между кухней и баней. Такое решение позволяет заметно экономить на дровах, баня топится автоматом, если топится печь. При этом накопленное в бане тепло, в промежутке между протопками, постепенно отдается в дом. Температура в бане при протопленной печи всегда выше, чем температура в доме, т.е. она является отличным аккумулятором тепла.
Печь мы выбрали банную, с выносным каминным порталом. Протопка печи происходит из кухни. Печь с чугунной топкой, с заложенными внутрь каменки 40кг камней, с загрузкой в сетку еще 280 кг банных камней и дополнительно по всему периметру печь обложена кирпичом. Сверху печь "открыта", т.е. печь греет воздух в бане, проходящий через камни. Тепло от печи перераспределяется между кухней и баней, дом от нее прогревается полностью. Дом обогревается от прогретого кирпича, и от непосредственного излучения через стеклянную дверь топки.
Фундамент для печи сделан отдельный. На глубину 0,4-0,5м заглублена 20см отсыпка щебнем, на ней лежит опалубка из рубероида, на рубероиде связана объемная решетка из 10-12мм арматуры, далее залита бетонная плита в уровень с землей. Из плиты выходят литые бетонные столбы, на них отлита несущая плита 15см под печь. Все сооружение делалось в 3 этапа. Сначала заливался фундамент с выступающей арматурой под столбы, затем заливались столбы и платформа. Затем платформа расширялась под обкладку кирпичом. Вес готового фундамента тянет на 1,5 тонны.
Для заливки использовалась бетономешалка, цемент М400, в смеси с песком, гравием и водой. Подготовку смеси делали на глаз, исходя из необходимой полу-жидкой консистенции раствора и устойчивого серого цвета готовой смеси. Необходимый для этого опыт был получен еще при заливке опорных столбов при строительтве каркаса дома. Смесь тщательно перемешивалась, заливалась в опалубку и утрамбовывалась. Качество бетона при этом получается отличным.
В нашем случае идея разместить дровяную печь появилась уже после того, как были положены опорные лаги и возведены стены. Также, на месте печи стоял опорный стоб, несущий крышу. Печь строилась по месту и перед нами стояла задача не затронуть несущую конструкцию. Пришлось помудрить, чтобы встроить печь в нужном месте и вписать ее в разноуровневые помещения кухни и бани. Это сильно ограничивало свободу действий и вносило много дополнительных трудностей. Но мы справились и затраченные усилия себя полностью окупили.
Подготовку фундамента начали в ноябре, печь купили в декабре, поставили ее на постамент в феврале, в марте закупили и смонтировали дымоход, обложили печь камнями и первый раз затопили. Когда печь затопили, стало понятно, что она не работает. Печь не прогревалась до нужных температур, постоянно гасла, а дрова приходилось кидать без остановки. Помещение было не утеплено, в полах в то время были сквозные дыры. Сложилось впечатление, что мы ошиблись с выбором печи.
В руководстве к печи указано, что ее нельзя обкладывать кирпичом. Мы обложили ее на свой страх и риск, по всему периметру, сложив кирпич без раствора и со щелями. И произошло чудо - печь заработала. Она стала работать устойчиво, перестала гаснуть, дров стало уходить намного меньше. Отпала необходимость сидеть около нее и постоянно кочегарить. Тогда появилась уверенность, что надо обкладывать печь кирпичом на постоянной основе.
В мае еще раз доливали (расширяли) платформу уже под габариты кирпича. Исходную платформу заливали, когда печи еще не было и было неизвестно, что именно там будет стоять. Теперь у нас были все необходимые данные, кроме идеи, как именно ее обложить. Делался проект кладки в Архикаде, но это ничего не дало. Летом приступили к обкладке кирпичом по принципу - я тебя слепила, из того, что было.
Мудрить не пришлось. Печь обкладывается по периметру, с воздушным зазором в 4-5 см между камнями и кирпичом, до самого верха, с небольшим запасом по высоте. Это позволяет проходить воздуху от печи через камни и свободно уходить вверх, нагревая помещения прямым потоком горячего воздуха. Высота кладки - 15 кирпичей. Камнями перекрыли верхнюю платформу полностью, но с небольшими зазорами, прикрыв ими "свободный" выход горячего воздуха из кладки. Это резко уменьшило нагрев деревянных конструкций над печью и заметно увеличило теплоемкость всей связки печи с кирпичной кладкой.
Всего в сетку печи и сверху, в кирпичную коробку кладки, мы положили 4 вида камней, это 16 коробок по 20 кг.(320 кг). Кирпича ушло 215 шт. это 900 кг, печной смеси ушло 4 мешка по 25 кг, это еще 100 кг. Сама печь весит 125 кг. Вместе все это тянет на 1,5 тонны. Кладка делалась в одиночку, в течение 1,5 месяцев, с перерывами. В день по 1-1,5 ряда. Это очень трудоемкая и ответственная работа, требующая внимательности и аккуратности. Спешка в этом деле на пользу не идет. На материалы - печь, дымоход, фундамент, кирпич, печную смесь и камни ушло около 90 тыс. руб. и 3 чел/мес работы, растянутые во времени на 10 мес.
Сверху над печью идут деревянные конструкции, их надо максимально изолировать от раскаленных камней и трубы. Дымоход у нас сэндвич 215мм. Внешняя часть трубы в районе потолочной разделки разогревается до 70 грд или чуть выше. Разделка выполнена по стандартам - спец. огнеупорная фольгированная вата окутывает трубу в 3 слоя и упакована в металлический обруч высотой 20см. Обруч лежит на листе из нержавейки, лист нержавейки крепится к потолочным балкам. Далее идет вертикальная труба с проходом через крышу и фиксируется на ней листом нержавейки с жестким мастер-флэшем.
Над листом мастер-флэша внахлест лежит допо
лнительный лист нержавейки, уходящий под конек, обеспечивая защиту от протечек. Внешняя часть дымохода окрашена в цвет крыши. Длина дымохода получилась 3,5-4м. Весь дымоход смонтировали за 2 дня. Он тяжелый и работа очень ответственная. Делали втроем.
После завершения всех работ, доделки полов и утепления кухни, печь стала намного лучше аккумулировать тепло. В доме воцарилась комфортная, "домашняя атмосфера". Около печи не бывает жарко, когда она греется. Кирпич заметно "теплеет" через час протопки, печь при этом отдает "мягкое", но "напористое" тепло. В верхней части кладки сделаны 2 небольшие отдушины, через которые печь отдает горячий воздух в кухню. Они работают постоянно, пока кирпич теплый, активно прогревая помещение. При дельте в 15 грд, в доме +22-24 уже через час-полтора протопки. Если греть дальше, будет и больше. Распределение тепла происходит между баней, аккумулирующей до 3/4 тепла и кухней. Распределение зависит от соотношения объемов помещений. При этом, можно увеличить отдачу тепла в кухню, открыв заглушку в надстройке над печью. Тогда баня будет отдавать тепло больше и быстрее. Когда печь гасится, кирпич медленно остывает, отдавая тепло в дом.
Тут в дело вступает теплоизоляция и оптимизация - наше дело сохранить и рационально использовать то тепло, что сгенерировала печь. А генерирует она много больше, чем мы пока научились использовать.
Поговорим о рациональном использовании и экономии накопленного тепла.
Напрашивается доп. отопление от бойлера. Мы приобрели бойлер комбинированного нагрева на 100 л. От него в доме работает горячее водоснабжение и водяное отопление. Его теплоемкость 17,5 квт. Это 6 с лишним часов обогрева в пассивном режиме(т.е. ночь). Днем t за бортом растет и t в доме растет вслед за ней. Солнце активно нагревает дом.
Воду мы получаем с неба, собираем ее с крыши, оттуда она сама перекачивается в накопители в доме. Далее вода забирается насосной станцией, фильтруется и поступает в водопровод под давлением. Из него холодная вода идет в кран и в бойлер, бойлер подкачивает в себя воду и через контур потребления отдает в водопровод уже горячую воду, откуда она поступает в кран. Тут все просто.
Схема водопровода и системы отопления
Далее начинается самое интересное. В печи установлен теплообменник, к нему подключен контур косвенного нагрева бойлера. Бойлер работает как от розетки, так и от котла. Котлом выступает дровяная печь. В контур нагрева включен циркуляционный насос и батареи водяного отопления. Дрова горят, греют батареи и воду в бойлере, в контуре потребления. Результат - в доме тепло, в кране всегда горячая и холодная вода. Когда печь гасится, батареи греют без дров и без электричества, уже от бойлера, баня всегда горячая и можно расслабиться у живого камина. В отсутствие людей в зимний период, система работает на электричестве, поддерживая минимально достаточную температуру, что позволяет не сливать воду в морозы. Уровень прогрева регулируется термостатом бойлера. Объем воды в системе превышает 200л., с колодца не натаскаешься, а с 45м2 крыши (для водосбора используется только половина крыши)собираем до 150л/день, в зависимости от погоды.
Затраты на создание такой системы весьма значительны и кусаются, объемы работ огромны, Но! На поддержание жизни, после её запуска, уходит 20руб в день (2 полена дров), все работает на автомате, ощущения от цивилизации зашкаливают. Из процесса исключен монотонный физический труд.
Бойлера хватает, чтобы с ним выйти на 1 протопку в день в зимний период. Это охапка дров, умещающаяся в руке. Печка отапливает дом полностью, не напрягаясь. Ее заявленная мощность 20 квт. При минусовых температурах топить приходится 2 раза в день по 1-1,5 часа, чтобы поддерживать в доме комфортные 22-24C круглосуточно, и это нормально.
В процессе эксплуатации система подключения воды к печи была доработана. Сделано отключаемое пассивное воздушное охлаждение для печки. Можно приехать зимой и затопить печь на сухую, без воды в системе. И, что самое важное, не паниковать, если при включенном водяном охлаждении вдруг отключат свет. В деревне это не редкость. Два крана закрыть, два открыть. Вся операция занимает 5 сек. Всю воду сливать не надо. Сливается только теплообменник.
Если печь топить без прокачки воды цирекляционным насосом через теплообменник, металлопластиковые трубы поплавятся. Будет авария. Такая ситуация была несколько раз. Приходилось тушить печь. Это небезопасная и грязная процедура. Придется побегать с огнетушителем и с ведром, вынимать из печи горящие дрова и тушить их в ведре. Это дым, искры и грязь и что самое неприятное - пожароопасность. Вполне вероятно, что все придется делать все в темноте. Заранее к ситуации не подготовишься.
Печка сама по себе неплохо держит тепло, в ней 130 кг чугуна и стали, 320 кг камней и тонна кирпича. Дом тоже сопротивляется холоду, но сам по себе тепло он не генерирует. Русская зима сильней, особенно в -20. Чтобы сохранять тепло, его надо подводить регулярно или запасать впрок.
Ниже приведен примерный график поведения температуры в доме в межсезонье при t на улице ~5C. Пример из жизни: утром в доме +18-20С, на улице около нуля. 2 часа топим, далее дом держит +25С в течение 6-8-10 часов, в зависисмости от t на улице и погоды. Прогретый кирпич печи и нагретая баня накапливают тепло и отдают его в дом постепенно. Далее, за 8-10 час дом постепенно остывает до ~20-22С, пора опять топить. При протопке за 2-3 ч расходуется ~3-4 кг дров. Это 1-2 поколотых полена. Сухие березовые дрова дают ~3-4квт тепла с кг. На прогрев дома надо ~10-20квт тепла. И так 2 раза в день.
Итого в среднем расход тепла ~30квт/сутки или в пересчете 1,2 квт/ч постоянно подводимой тепловой мощности на отапливаемую площадь 35м2. По СНИП норма 1квт/10м2. Получается, колхозный дом в 2,5 раза лучше норм СНИП. Это при отапливании дровами. За 2,5 мес с начала августа спалил ~1м3 дров. В среднем, это 1 полено L25хD15см в день.
По обогреву эл-вом надо считать отдельно. Там динамика будет другая. Но если плясать от этой и взять кпд обогревателей за 100%, получим ~30*3,5 =105руб/сутки или 3150руб/мес. Скорее в р-не 4-х. тыр. при средней t на улице +5С. При минусе динамика графика сожмется в ~1,5 раза и топить придется 3 раза в день по 2-3 часа, т.е. постоянно, с учетом остывания, перерыва на ночь и пр. В ноябре к этому и приходим. Значит, пора уезжать на зимние квартиры. После доделки системы отопления - батареи, теплоаккумулятор, догреватель воды на трубу и пр. можно будет поставить котел и спокойно жить круглый год.
Разумно сделать гибкую и отн. недорогую систему - дрова греют бойлер, бойлер греет дом ночью, остальное забираем днем от Солнца, а в облачную холодную погоду забираем от теплового насоса (от атмосферы). В перспективе подключим солнечные коллекторы и солнечные батареи и выйдем на круглогодичный энергосберегающий режим, постоянный "+" в доме, даже в наше отсутствие. Это не самоцель, но весьма полезно. Лишнее накопленное тепло пойдет в теплицу, как вариант. Что там будет расти, пока не ясно. Но ясно, что от нее плоды трудов пойдут на общее дело.