Делаем буржуйку с водяным контуром своими руками: пошаговая инструкция по сборке

Буржуйка представляется довольно незамысловатым отопительным прибором, но эта простота обманчива.

Это вовсе не примитивный ящик с мизерным КПД — при правильном исполнении этот показатель может достигать 60%.

В дачном домике особенно пригодится буржуйка с водяным контуром.

Преимущества конструкции

Несмотря на появление все более экономичных дровяных печей и котлов, старенькая буржуйка остается довольно востребованной, это объясняется ее достоинствами:

1. простое устройство. В печи нет высокотехнологичных узлов, потому любой желающий может изготовить ее самостоятельно;
2. низкая стоимость. Этот «плюс» проистекает из предыдущего достоинства;
3. непритязательность в эксплуатации. Топится буржуйка предельно просто, каких-либо тонкостей знать не нужно. Требуется только правильно подобрать объем закладки;
4. всеядность. Отопитель функционирует на любом топливе, включая отработанное машинное масло;
5. многофункциональность. Буржуйка может быть оснащена варочной конфоркой и водяным контуром, чем значительно повышается ее ценность для жилого помещения;
6. многорежимность. Кроме обычного функционала с прямым горением, правильно сконструированная печь способна работать в режиме тления (увеличивается длительность отопления на одной закладке);
7. эффективность. При всех этих достоинствах еще и неплохой КПД в 60%, если сборка выполнена с соблюдением изложенных ниже правил.

Выбор формы и составляющих

Буржуйку обычно изготавливают из стальных листов в виде прямоугольного ящика. Можно использовать газовый баллон, но не узкий промышленный, а широкий бытовой. Следует располагать баллон вертикально, поскольку буржуйка рассчитана на плоские свод и под.

При горизонтальной ориентации округлые поверхности соберут дымовые газы в жгут, для дожигания которого длину «борова» (см. ниже) придется увеличить до 12 м.

Кроме того, для обеспечения нормального режима работы буржуйки понадобятся дымоход и экран.

Дымоход

Пропускная способность — несколько меньше производительности топки по продуктам сгорания. Благодаря этому, газы задерживаются, циркулируя в топке.

Эффект двойной:

1. продукты сгорания отдают больше тепла;
2. за счет их циркуляции подсасывается воздух и этим обеспечивается полное сгорание топлива.

Чтобы соблюсти данное условие, диаметр трубы рассчитывают по формуле D = (2.5…3) V, где:

• D — диаметр трубы в мм;
• V — объем топки в литрах.

Идеальное соотношение: D = 2.7 V.

Экран

Для повышения эффективности буржуйки требуется обеспечить:

• частичный пиролиз (разложение твердого топлива на газообразные вещества);
• догорание циркулирующих в топке дымовых и пиролизных газов.

Эти процессы имеют место при высокой температуре, для чего буржуйку сзади и по бокам окружают экраном. Он возвращает излучаемые корпусом инфракрасные (ИК) лучи, не давая газам быстро остыть. Попутно решает вопросы безопасности: делает печь менее травматичной и уменьшает риск пожара (температура экрана в сравнении с корпусом ниже).

Экран должен огораживать 50% поверхности печи (очень важный показатель). Ширина зазора между ним и корпусом составляет 50-70 мм. Дополнительно экран повышает эффективность печи при растопке: воздух движется в зазоре вдоль всего корпуса, отбирая максимум тепла. В рассматриваемом варианте роль экрана играет емкость для нагрева воды.

Выбор материала и подготовка инструмента

Материалы для изготовления буржуйки требуются такие:

• корпус: стальные листы толщиной 5 мм;
• дымоход: труба с толщиной стенки 3 мм;
• ножки: любой металлопрокат, например, уголок, профилированная или круглая труба и т.д.;
• емкость для нагрева воды: стальные листы толщиной 3 мм;
• печные дверки с петлями.

Необходим набор инструментов:

• болгарка с несколькими отрезными дисками по металлу (диаметр рабочей части — 125 мм);
• сварочный аппарат, рассчитанный на сварочный ток от 200 А;
• молоток;
• плоскогубцы;
• металлическая щетка.

Раскройка материала и сборка буржуйки

Размеры стенок корпуса подбирают с учетом таких требований:

• высота топки в 1,3-1,5 раза меньше глубины;
• глубина топки вдвое превосходит ширину.

В передней стенке вырезают проемы для топочной дверцы и поддувала.

Чертеж будущей буржуйки с водяным контуром

Изготовление печи ведут в такой последовательности:

1. к боковым стенкам приваривают уголки — опоры для колосниковой решетки;
2. к передней стенке приваривают нижнюю горизонтальную перегородку такой длины, чтобы она не доходила несколько сантиметров до задней стенки. Такое решение делает путь дыма извилистым, удлиняя его (аналог дымовых каналов канальной печи). Благодаря этому, газы успевают отдать больше тепла, прежде чем попадут в дымоход;
3. к задней стенке приваривают верхнюю горизонтальную перегородку такой длины, чтобы она не доходила до передней стенки;
4. собирают корпус методом сварки: переднюю и заднюю стенки, верхнюю панель, днище. На этом этапе приваривают перегородки к боковушкам. При правильной сборке дым поступает из топки в канал вдоль ее тыльной стороны, затем следует к «фасаду», делает изгиб и снова поступает по направлению к задней стенке и оттуда — в дымоход. Давление дымовых газов в области изгиба канала спереди печки ниже атмосферного, потому над этим местом в крышке можно установить варочную конфорку — сквозь нее не будет просачиваться дым. Вторую конфорку допускается устанавливать, если оголовок возвышается над коньком крыши не менее, чем на 1,5 м, а на нем устанавливается аэродинамический грибок-зонтик;
5. сверху к печи приваривают вертикально отрезок дымовой трубы длиной 1-1,2 м или более. По завершении монтажа его обертывают теплоизоляционным кожухом, например, из базальтового картона. Этот участок играет ту же роль, что экономайзер в печи «Булерьян»: отраженное стенками ИК-излучение сообщает отходящим дымовым газам температуру, необходимую для их дожигания. При возгорании они расширяются и образуют кратковременную пробку, чем уменьшают тягу и способствуют задержке и циркуляции газов в топке;
6. вертикальный участок продолжают горизонтальным элементом с длиной от 2,5 м (идеально — 4,5 м или более). Данный элемент называется «боровом» и служит для дожигания отходящих газов. Благодаря его горизонтальному расположению, тяга снижается, и газы успевают прогореть. Допускается уклон в 10% (нижняя точка — со стороны печи).

Боров нагревается до красного свечения (отдает до 25% тепла печи), поэтому во избежание ожоговой травмы (пользователь может удариться головой) его рекомендуется оградить цилиндром из сетки-рабицы.

Минимальное расстояние от борова до строительных конструкций без жаростойкой штукатурки:

В последнюю очередь навешивают дверцы топки и поддувала.

С целью обеспечения пожаробезопасности и повышения КПД печи (чтобы тепло не уходило в пол) ее ставят на жестяной лист с 6-миллиметровой подложкой из асбеста либо базальтового или каолинового картона (в отличие от первого, они не вредят здоровью). За контуры печи лист выходит не менее, чем на 350 мм в каждую сторону (идеально — 600 мм).

Конструкция водяного контура

Резервуар не прилегает к корпусу печи вплотную, а стоит от него на расстояние в 50-70 мм. Если же окружить буржуйку водяной рубашкой или установить теплообменник прямо в топке, отбор тепла окажется слишком интенсивным и эффективный режим горения нарушится.

Размеры емкости подбираются так, чтобы она охватывала 50% поверхности печи. Тепла она усваивает относительно немного — 14-20%, потому для отопления не годится — только для ГВС.

Определение объема топливной закладки

Для эффективной работы буржуйки важно загружать в нее оптимальное количество топлива, причем для каждого вида горючего необходимо найти свой показатель. Если перегрузить печь, продуктов сгорания окажется слишком много и они заблокируют циркуляцию; если недогрузить — их будет мало, что также делает циркуляцию невозможной.

Объем закладки подбирается так:

1. топливо набирают в ведро;
2. отбирают из ведра горсть и, уложив в топку, поджигают;
3. добавляют топливо небольшими порциями, пока начальный участок борова не раскалится до вишневого цвета. Теперь прикидывают, сколько топлива отобрано из ведра — это минимальный объем закладки;
4. продолжают подкладывать горючее (порции необходимо увеличить), пока габариты раскаленного участка не достигнут 80%-85% длины «борова». В этот момент объем отобранного из ведра топлива будет соответствовать максимальной топливной закладке.

Тест проводится при умеренном освещении: если днем, то в пасмурную погоду (зимой); если на улице ясно — ближе к вечеру. При загрузке высококалорийного топлива (пеллеты, антрацит) раскаленная область иногда имеет вид кольца с разной шириной, занимающего различное положение по длине борова.

Тогда объем закладки определяют так:

• максимальный: раскален дальний от печи участок борова на 1/3 его длины;
• минимальный: раскаленная зона расположена посредине и имеет в длину 3-4 ладони.

Видео по теме

О конструкции буржуйки с водяным контуром в видеоролике:

Печь-буржуйка несложна в изготовлении, но требует взвешенного подхода и точного соблюдения пропорций. В противном случае агрегат получится таким, каким его многие ошибочно себе представляют: прожорливым и малоэффективным, с КПД в пределах 10%. Наилучшими характеристиками обладают буржуйки, литые из чугуна. Но изготовить такой прибор самостоятельно нельзя — только покупать.

Оснащение печи-буржуйки водяным контуром

Простота конструкции и доступность материалов для изготовления печи-буржуйки снискали ей заслуженную славу. За сто лет народными умельцами отработана технология производства, появляются все новые и новые модификации теплонагревающего устройства. Такую печь изготавливают из газового баллона, кусков труб, металлической бочки, стальных листов либо чугунных деталей. В настоящее время самыми большими пользователями «буржуек» являются собственники гаражей и автомастерских. Сегодня все делают оснащение печи-буржуйки водяным контуром. И поэтому, буржуйка с водяным контуром, более совершенное устройство с внутренними и внешними теплообменными аппаратами.

Конструкционные особенности и принцип работы печи-буржуйки

По сути, печь буржуйка с контуром жидкого теплоносителя — это водяной мини котел, работающий на принципе теплопередачи тепловой энергии от уходящих газов через теплообменный аппарат к водяному контуру нагрева. В подобной конструкции за счет развитой поверхности нагрева, увеличен теплосъем, то есть дымовые газы наиболее полно отдают тепло воде, а наличие большого объема теплоносителя, позволяет увеличить длительность обогрева помещения. Хорошо продуманное устройство такого типа за счет водяной рубашки и установленных радиаторов, способно обогреть не только гараж и автомастерскую, но и небольшой загородный дом или дачу.

Буржуйка с водяным контуром и технология производства тепла:

1. Загрузка дровяного топлива.
2. Розжиг огня.
3. Выход и воспламенение горючих веществ.
4. Открытый огонь нагревает внутренний змеевик рекуператора, обычный бак с водой отопительного контура или бак горячего водоснабжения.
5. Дымовые газы, отдавшие свою энергию воде, выбрасываются через дымовую трубу в атмосферу.
6. Остатки перегоревших дров в виде золовых скоплений попадают в зольник буржуйки с водяным контуром.

Главные компоненты буржуйки:

1. Топочное пространство или топка. Она размещается примерно в средней 1/3 части печки и оснащается топочной дверкой для топливоподачи.
2. Зольник, собирающий остатки топлива после сгорания. Низ его выполнен из стального листа 5 мм, имеется дверца для удаления золы.
3. Колосники из литых чугунных конструкций специальной формы с отверстиями. Они отделяют топку от зольника, удерживают топливо при горении и дают возможности его остаткам перейти в зольник.
4. Герметичный бак воды для отопительного контура с патрубками вход/выход.
5. Дымоотвод не менее 150 мм для отвода уходящих газов в атмосферу, с выводом через стеновое перекрытие.
6. Опорная конструкция, из металлических ножек. Их задача обеспечить буржуйку с водяным контуром устойчивостью . Для пожарной безопасности потребуется обеспечить минимальный зазор между печью и настилом пола не менее 250 мм. Под печь устанавливают предохранительный металлический лист и асбестовую подложку.

Расчёт основных параметров буржуйки с водяным контуром

На самом деле теплотехнические расчёты печей достаточно трудоемки, качественно их способны выполнить только проектные организации с учетом большой базы данных, начиная от климатических условий места установки до коэффициентов теплопроводности конструкционных элементов обогреваемого объекта. В быту такие расчеты выполнить невозможно. Поэтому их существенно упрощают.

В основном расчет сводится к следующим этапам:

1. Расчет приборов отопления по тепловой мощности. Он устанавливается по простому соотношению 1 кВт мощности на 10 м2 отапливаемой площади. Такой расчет вполне допустим для центральных районов России, а для северных и южных областей потребуется вводить увеличивающий и понижающий коэффициенты, до 20 %. По полученному результату подбирают тип и количество батарей и рассчитывают объем теплоносителя.
2. Расчёт геометрических размеров дымоотводящих систем буржуек с водяным контуром . От данных характеристик, зависит качество процессов горения, а значит и эффективность работы устройства в целом. Для расчета величины трубы газохода используется коэффициент 2.7 по отношению к объему топочной камеры. Например, когда топка имеет объем 30 литров, тогда минимальный размер будет 30 / 2.7 = 1 см. К этой величине прибавляют запас до 20 % и подбирают стандартную трубу по наружному диаметру. Для этого расчета подойдет труба Дн 133. Однако специалисты не советуют применять трубу с диаметром менее Дн 159.

Как изготовить буржуйку с водяным контуром своими руками

Перед изготовлением подобной конструкции разрабатывают эскизный план, на базе которого будет выполняться расчет конструкционных материалов, труб и арматуры. Необходимо учитывать, что с такой системой котла, возможно, монтировать только самотечную отопительную систему.

Буржуйка с водяным контуром своими руками: готовый чертеж, схема

Во время подготовительных этапов изготавливают все детали и узлы по имеющимся чертежам и далее переходят к монтажу. Этот технологический процесс производится в такой очередности:

1. Выполняют сборку печи методом прихвата.
2. После проверки конструкционных узлов осуществляют завершающее соединение прихваченных элементов, таким образом, чтобы не было даже самым мельчайших зазоров и не сваренных швов.
3. Устанавливают внутренние элементы.
4. Собирают водяной контур нагрева. Все сварочные швы проверяют керосином. Чтобы достичь желаемого результата, внешнюю поверхность обрабатывают мелом, а на внутренней кистью наносят керосин. В зоне низкокачественной сварки на меловом покрове образуются жирные области. Данные зоны отмечают, и проваривают снова.
5. Устанавливают по чертежу выходной/входной патрубок теплоносителя.
6. Размещают буржуйку на приготовленное ей место. Промежуток до стенок должен быть не меньше 1,0 м. В случае, когда перечисленное выполнить нельзя, требуется обшить стенки металлом с асбестовой прокладкой.
7. Собирают систему теплоснабжения, укомплектовывают ее средствами защиты по давлению и температуре, подсоединяют к теплообменному аппарату печки.
8. Заполняют систему водой и проводят опрессовку для проверки утечек.
9. Устанавливают дымоход и выполняют пробный розжиг.

Обустройство водяного контура

Водяной контур печки-буржуйки увеличивает общий теплосъем, в связи с увеличением поверхности нагрева. Это позволяет длительно поддерживать санитарную температуру воздуха в гараже или другом отапливаемом объекте и, как следствие, реже протапливать печку.

Для обустройства водяного теплообменного аппарата контура отопления существует несколько конструктивных решений:

1. Установка «карманов» на боковых стенах котла, наполненных теплоносителем.
2. Монтаж сборника для теплоносителя с выводами к отопительной системе.
3. Установка коллектора вокруг дымовой трубы рядом от верхней поверхности буржуйки.
4. Монтаж внутреннего бойлера в топке.

Видео: буржуйка с водяным контуром

Устройство емкостного теплообменника на дымоходе буржуйки

Все водяные теплообменные аппараты подразделяются на 2 вида — объемного и трубчатого типа.

Объемный — теплообменник для буржуйки выполнен в форме бака, встроенного непосредственно в конструкцию обогревателя. Существуют разновидности таких баков с встроенными змеевиками, по которым циркулирует теплоноситель отопительного контура. В таком случае тепло от горячих дымовых газов сначала передается воде в баке, а затем от нее через стенки змеевика уже переходит к греющему теплоносителю.

Теплообменные системы трубчатого типа или змеевики, выполненные из сплошной трубы 16-25 мм существенною длиною от 10 м, который навертывается вокруг печи, газохода либо бака-аккумулятора с горячей водой. Беспрерывная циркуляция жидкости по трубе даёт возможность ей повышать температуру до 90 С.

Уход и обслуживание буржуйки

Печь-буржуйка, несмотря на свои небольшие габариты, относится к устройствам с повышенной пожарной опасностью. К ним предъявляются особенные правила в отношении пожарной и санитарной безопасности. Соблюдение пользователями таких правил эксплуатации сохранит им здоровье от возможности отравления угарными газами и защитит имущество от пожара.

Для эффективной и пожаробезопасной эксплуатации такой конструкции печки требуется знать и исполнять несколько важных рекомендаций:

1. Дымоотводную трубу для вывода горячих уходящих топочных газов необходимо выводить наружу здания через ее стенку или потолочное перекрытие.
2. Подсоединение газоотводящих труб к вентиляционным системам здания не допускается.
3. Места выхода горячих дымовых труб должны изолироваться несгораемыми стройматериалами.
4. Конденсатосборник, устанавливаемый на дымовой трубе для отвода конденсата, образовавшегося при охлаждении уходящих газов, необходимо вскрывать раз в неделю для дренажа кислой жидкости.
5. Печь, оборудованная внутренним водяным контуром, должна иметь защиту от перегрева теплоносителя и высокого давления среды, а также воздухоотводчик, грязевик и расширительный бачок на системе отопления.
6. Накануне начала осенне-зимнего отопительного периода дымоотводящую систему необходимо прочистить от сажевых отложений.
7. В периоде эксплуатации буржуйки все металлические конструкционные узлы должны быть проверены на герметичность, чтобы обезопасить окружающих от проникновения угарных газов в отапливаемое помещение.
8. Периодически требуется выполнять контроль состояния принудительной и естественной системы вентиляции.
9. При размещении печки требуется соблюдать минимальные расстояния от горячих поверхностей аппарата до близко расположенных стенок объекта нагрева. Наименьшее разрешаемое расстояние должно быть 500 мм, но самый оптимальный размер – 1000 мм.
10. Для оперативного устранения очага возгорания, в непосредственной близости с печкой размещают ящик с песком и огнетушитель.
11. Чистку печки от золовых отложений необходимо выполнять аккуратно. Рассыпанная раскаленная зола может являться источником возгорания.

Таблица: достоинства и недостатки печки-буржуйки

Достоинства

Недостатки

Очень высокая скорость нагревания отопительного объекта.

Даже при наличии водяного отопительного контура подобные источники теплоснабжения проигрывают современным отопительным котлам по размеру КПД, поскольку часть тепла все равно уходит в атмосферу совместно с дымовыми газами через трубу.

Потенциальная возможность подготовления теплой воды в печном бойлере и приготовление пищи, при вмонтированной варочной плите.

Гаражное помещение значительного объема не способно равномерно нагреваться.

Вторичная утилизация горючих отработанных отходов.

Высокий температурный режим в районе печки, способен вызывать возгорание стройматериалов на поверхности пола и стенках.

Легкость производства, монтажа, эксплуатации, обслуживания и ремонта.

Высокий температурный режим в середине буржуйки, способствует выгоранию конструкционного металла.

Легкодоступная цена на запчасти и конструкционные материалы, возможное использование металлических отходов от систем отопления и газоснабжения.

Увеличенный скоростной режим прохождения дымовых газов внутри топочного пространства и по газоотводящим каналам, не дает возможности обеспечить процесс полного сгорания, что приводит к высоким показателям удельного расхода топлива.

Себестоимость производства устройств с водяным отопительным контуром значительно ниже, чем у подобных аппаратов.

Высокая степень пересушивания воздушной среды в помещении, что приводит к ухудшению здоровья окружающих людей.

Возможность увеличение продолжительности нагрева за счет создания водяного контура отопления и дополнительных теплообменных аппаратов рекуперативного типа, устанавливаемых на дымовую трубу.

Появление солевых отложений на стенах теплообменных аппаратов с проточной водой.

Мобильность системы отопления.

Насущность контроля температурного режима в помещении. При отрицательных температурах водяной контур системы может замерзнуть, с последующим разрывом труб.

Энергонезависимость схемы теплоснабжения, не требующей электроэнергию для работы печи

Современные печи-буржуйки имеют возможность хорошо отопить объект площадью до 40 м2, при условии, что оно будет качественно теплоизолировано. Изготовленные своими силами, такие дровяные печи способны быть не только эффективными, но и являются настоящими украшениями внутреннего убранства помещения.