Как сделать печь буржуйку с водяным контуром своими руками: фото, чертежи и прочее

Как устроена буржуйка с водяным контуром

Если рассматривать покупку готовой буржуйки, нужно приготовиться к довольно значительным затратам. Но можно хорошо сэкономить, если изготовить её самостоятельно. В таком случае перед началом работ нужно изучить несколько теоретических вопросов.

Что такое печь буржуйка с водяным контуром

По сути, буржуйка, оснащённая водяным контуром, работает за счёт нагрева жидкости. Точнее, испарения воды омывают котёл со всех сторон. Получается, что стенки отопительной камеры прогреваются и комфортная температура поддерживается гораздо дольше. Система за счёт водяной рубашки и радиаторов способна подтапливать небольшой жилой дом или дачу.

Вода, нагретая горячими дымовыми газами, подаётся к радиаторам, отдаёт им свое тепло и возвращается в бак

Достоинства и недостатки буржуйки с водонагревателем

Если вы решились соорудить печь-буржуйку с водяным контуром, следует знать о её основных достоинствах:

1. Высокая эффективность. Себестоимость такого агрегата значительно ниже, чем у аналогичных устройств. А при использовании подручного материала себестоимость и вовсе минимизируется. При этом печь быстро нагревается и долго держит тепло.
2. Доступные виды топлива: уголь, торф, дрова и другие растительные отходы.
3. Нет привязки к электросети. Работа основана на природной циркуляции теплового носителя.

Привычные для любой дровяной печи недостатки:

1. Печи из металла даже с водяным контуром уступают современному отоплению по уровню КПД, потому что часть тепла всё равно уходит вместе с дымом в атмосферу.
2. Дом, который отапливается буржуйкой, может прогреваться неравномерно.

Печь может обогреть только те помещения, которые примыкают к ней непосредственно. Поэтому в удалённых от неё частях здания часто приходилось устраивать дополнительную печку.

Конструкция печи и теплообменников

Главная составляющая этой печи — теплообменник. Он располагается в топочном отсеке и подключается к отопительной сети. Для создания теплообменника могут применяться полые стальные трубы и листовая сталь толщиной 5 мм.

Печь с водяным контуром может быть создана на основе уже действующего теплового агрегата. Иными словами, водяной контур внедряется в уже действующую печь. Главная проблема такого решения связана с ограниченным объёмом топочного отдела. Кроме того, существует угроза перегрева контура, поэтому при выполнении монтажных работ важно соблюдать определённые требования ко всем компонентам системы:

1. Контур. Оптимальный вариант — приобретение готового регистра или его заказ в специальной мастерской. Мастер сделает верные замеры и изготовит подходящий контур для вашей печи.
2. Трубы. Для теплообменника лучше задействовать трубы толщиной минимум 3–5 мм. Такой размер оптимален с точки зрения прочности и долговечности и не допускает перегрева системы.

Водяной контур делается из толстостенных стальных труб и возводится прямо над топкой

Зазор. Его обязательно нужно оставить между стенкой и рабочим регистром. Это также защитит контур от перегрева и снабдит его должным количеством воздуха. Оптимальная толщина зазора — 1 см. Этот же размер соблюдается при интеграции теплообменника в печь.

Когда теплообменник устанавливается в топку, он сокращает её рабочий объём. Это не так критично, если печь возводится с нуля. А когда дровяная печь переоборудуется под водяную отопительную технику, этот фактор требуется обязательно учесть во всех расчётах, ведь он кардинально воздействует на совокупный объём топлива, вмещающегося во время одной загрузки, и общую производительность системы.

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.

В конструкциях с колосниковой решеткой и горизонтальными перегородками в верхней части (дымовые каналы) за высоту топки принимают расстояние от начала колосников до нижней перегородки.

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.

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.

Расчеты мощности

Самостоятельно рассчитать мощность рекуператора при отсутствии исходных данных (мощности печи, температуры и количества исходящих газов в единицу времени, площади соприкосновения теплообменника и металла дымохода, скорости прохождения воздуха или воды через устройство) практически невозможно. Можно измерить мощность уже смонтированного теплообменника.

Ориентировочно стоит рассчитывать на то, что теплообменник на дымопроводе твердотопливной печи или камина прогреет пару небольших радиаторов, повысит температуру в гараже или сделает теплее комнату в мансарде, предбанник в бане.

Купить или сделать самому

Если вы хотите увеличить теплоотдачу от дорогого покупного котла, лучше купить готовые качественные устройства – промышленность выпускает их в достаточном ассортименте. Но если хочется модернизировать буржуйку в бане либо гараже или повысить КПД камина со стальной трубой на даче – можно неплохо сэкономить, изготовив и установив теплообменник на дымоход своими руками. Установка теплообменника силами наемного специалиста обойдется во столько же, сколько стоит сама конструкция.

Самый простой вариант – змеевик – вполне может изготовить домашний любитель даже без большого опыта, а для домашнего мастера, имеющего хотя бы небольшие навыки сварщика, по плечу и более сложные конструкции.

Примерная цена

Стоимость промышленно изготовленных теплообменников для дымохода различается в зависимости от конструкции и производителя.

Ходовые теплообменники-баки для дымохода диаметром 115 мм емкостью 6 л стоят рублей, емкостью 12 л стоят рублей.

Эксплуатация печи-буржуйки с водяным охлаждением

Нельзя не отметить тот факт, что при монтаже теплообменника в печь в водяном контуре жидкость может закипеть прямо в процессе обогрева помещения. Чтобы этого не допустить, обязательно ставят циркуляционную технику. Благодаря ей тепло будет равномерно расходиться по всему дому. Кроме этого, понадобится установка двух дополнительных устройств:

1. Источник бесперебойного питания. Он нужен для того, чтобы запитать насос при отключении электричества.
2. Байпас. Это отрезок трубы, который позволяет воде течь напрямую, минуя теплообменник. Если рядом с печкой есть электрическая розетка, можно использовать систему автоматики, которая будет включать и выключать проток через байпас в зависимости от температуры теплоносителя. В противном случае ставят запорную арматуру и управляют ей вручную.

Байпас позволяет переключить поток теплоносителя на прямую подачу к радиаторам при его нагреве до нужной температуры

При обращении с печью-буржуйкой необходимо соблюдать определённые правила эксплуатации.

1. Не топите печь, когда теплообменники пусты. При такой эксплуатации они быстро прогорят.
2. Во время работы печи не отделяйте теплообменник от сети отопления. Когда вода нагревается, увеличивается её объём и давление, из-за чего печь может взорваться. Поэтому на выходах теплообменника нельзя устраивать никаких арматур.
3. Если буржуйка разогрета, не добавляйте в теплообменник холодную воду. Температурная разница может нарушить его работу и сломать устройство. Самые уязвимые участки теплообменника — сварные швы.
4. Повышайте эффективность оборудования с помощью циркуляционного насоса с байпасом.

Чистка и ремонт печки

Не стоит забывать и о чистке печки-буржуйки. Так как у неё имеется отсек для сбора золы, чистка топки проводится довольно легко. Уделяйте особое внимание трубам. Их можно чистить от сажи жёсткой щёткой или использовать народные способы: сжигать вместе с дровами картофельные очистки. Кожура размягчит и вытеснит сажу со стенок, и та осыплется на дно. Убрать её можно аккуратно веником и совком.

Когда удастся своими силами создать буржуйку и оснастить её водяным контуром, вы получите отличный и экономичный отопительный прибор, а в вашем загородном домике всегда будет тепло и уютно.

Воздушный теплообменник

В случае, когда первичным теплообменником служит топка (стальные буржуйки, печи длительного горения — ПДГ, печи на отработанном масле — ПОМ), можно принять следующие меры для повышения эффективности «сухой» теплоотдачи.

Сквозные вертикальные и горизонтальные прямые каналы (трубы)

Стальные трубы навариваются прямо на топку. Лучше устанавливать их вертикально — это улучшит проходимость воздуха. Подходит при наличии подручного материала — обрезков труб (форма сечения не имеет значения). Диаметр 50–200 мм. Оригинальным решением топки будет сварить стенки из равных отрезков трубы.

Изогнутые и закруглённые каналы

Идеальный вариант — «обернуть» в 1–2 витка всю топку. Для этого потребуется навык и время, но эффект будет гораздо выше, чем от простых прямых каналов. Чем больше разница уровней забора и выхода воздуха, тем лучше будет работать канал. Если вывести забор на улицу, эффект будет максимальным, т. к. при разогретой топке за счёт разницы температур возникнет тяга, которая обеспечит постоянный поток в «автоматическом» режиме.

Лабиринты с переборками в ёмкости

Для реализации такого теплообменника нужно устроить на верхней стенке дополнительный стальной короб высотой около 100 мм и толстыми стенками. В этом коробе следует расположить стальные 5–8 мм переборки таким образом, чтобы получился «лабиринт». В начале и конце его должны располагаться входные отверстия под сечение воздуховода. Сверху «лабиринт» также накрывается крышкой. В этом варианте теплообменником служит пространство между стенкой топки и стенками короба. Такие теплообменники можно устроить и на боковых стенках стального реактора.

Сквозные каналы в реакторе, интегрированные в топку

Такие каналы закладываются в проект при создании печи, затем ввариваются в стенки. Они могут быть расположены рядом в верхней части топки. Диаметр от 50 мм.

В любом из видов ВТ используется явление конвекции*, однако в большинстве случаев из-за высокой температуры в реакторе естественного движения воздуха недостаточно и его нагнетают принудительно — вентиляторами. Этот способ ещё называют инжектирование.

* Конвекция — способ передачи тепла потоками или струями.

Инжектирование можно производить любым доступным способом — встраивая воздушный насос в канал или просто направляя его на теплообменник. «Сухие» теплообменники — самые простые и доступные устройства отопления.

Достоинства воздушных теплообменников:

1. Не требуется герметичность соединений.
2. Может работать без инжекторов.
3. Простота монтажа и доступность подручного материала.

Недостатки воздушных теплообменников (ТО):

1. Требуется значительный (от 100 мм) диаметр воздуховода.
2. Низкая теплоёмкость среды (воздуха).
3. Малая дальность переноса температуры.

Печи длительного горения с водяным контуром

Такие отопительные устройства позволяют не только увеличить интервал между загрузками топлива, но и дают возможность обогрева сразу нескольких комнат или всего дома.

Отопительные печи с водяным контуром — универсальные приборы для обогрева помещений, совмещающие в себе функции котла и титана. Эти печи являются оптимальным выбором для обогрева загородных домов и дач.

В отопительных печах с водяным контуром теплообменник встроен в канал дымохода или в топку. Некоторые виды печей функционируют в режиме циркуляции горячего пара, что недоступно в стандартной системе циркуляции горячей воды.

Такая конструкция призвана решать проблемы с обеспечением теплом в домах, которые нуждаются в автономном отоплении. Из-за того, что вода активно циркулирует в различных теплообменных системах, например, в радиаторах, могут отапливаться сразу несколько комнат.

В результате отоплением обеспечивается весь дом. К тому же использование печи с водяным отоплением позволяет существенно сэкономить на дровах, а помещение прогревается очень быстро.

Стоит помнить, что если в сильные морозы вы не будете протапливать эту печь, то велика вероятность замерзания теплоносителя, причем это может произойти очень быстро.

А потому если в доме с такой конструкцией никто не проживает на постоянной основе, специалисты советуют добавлять в дистиллированную воду особые присадки. Благодаря им система замерзать не будет.

Такие отопительные печи могут различаться по материалу изготовления. Так они могут быть:

• металлическими – стальными или чугунными;
• кирпичными;
• комбинированными — когда за основу используется готовая металлическая топка с теплообменником для водяного контура, а внешний корпус выкладывается из кирпича.

Преимущества и недостатки печей с водяным отоплением

• Доступное топливо. В случае необходимости дрова можно собрать на своем загородном участке.
• Небольшие размеры.
• Простота в эксплуатации и обслуживании.
• Дрова считаются экологически чистым сырьем, не способным причинить вред человеческому организму. При их сжигании вырабатывается и выбрасывается в окружающую среду минимальное количество вредных веществ.
• Относительная автономность. При отсутствии электричества конструкция с водяным отоплением будет долго греть помещение своим раскаленным корпусом.
• Для изготовления дровяной печи применяют материалы, которые отличаются повышенной прочностью. Это позволяет конструкции служить очень долго, практически не подвергаясь ремонту.
• Кроме того, у такой конструкции для дома может присутствовать варочная поверхность, на которой легко приготовить любое блюдо. Нагревается она от прямого горящего пламени.

Недостатки печей с водяным отоплением:

• Низкий КПД. Такая конструкция по своей эффективности будет уступать дизельным и газовым котлам.
• Ручное управление. Отсутствует автоматическая настройка подачи горючего и поддержание нормального контроля его работы.

При покупке печи с водяным контуром необходимо обратить внимание на мощность печи и количество дополнительных киловатт от теплообменником. Например, для 25 куб. м. помещения требуется печь мощностью 1 кВт.

Аналоги печей с водяным контуром

Твердотопливные котлы с водяным контуром— использование комбинированного или твердотопливного котла дает возможность отапливать помещение с площадью до 170 кв. м. Работает котел на дровах или на электричестве. Изготавливаются из крепкой стали. Оборудованы встроенным электрическим блоком.

Камины с водяным контуром и плитой/духовкой. Твердотопливные термокамины имеют возможность подключения к солнечным коллекторам и другим системам отопления. Устройство, сочетающее качества традиционного камина и функциональные свойства твердотопливного котла. Предназначены для нагрева воды с помощью циркуляционных насосов во всех видах отопительных систем.

Установка

Монтировать теплообменник удобнее всего на этапе кладки. Это помогает соорудить его более правильно с четким соблюдением размеров, зазоров. При этом намного проще соответствовать заданным размерам. После установки теплообменника на фундамент печки, его обкладывают кирпичом. Это проще, чем разбирать имеющуюся конструкцию, хотя и такой подход не исключается.

Чтобы увеличить время эксплуатации нужно обращать внимания на следующие нюансы:

• не фиксировать трубы крепежами из металла;
• не наполнять систему слишком холодной водой, иначе образуется сильный конденсат;
• соблюдать соотношение размеров печи и теплообменника, разница не должна быть большой;
• пользоваться уплотнителями с хорошей огнестойкостью;
• соблюдение мер пожарной безопасности.

Указанные простые установки помогут предотвратить возникновение опасных для жизни и здоровья людей ситуации, увеличат время службы, помнить о безопасности.

Заключение

Теплообменник может быть сконструирован произвольно – главное, чтобы он соответствовал главному принципу – передача тепло от реактора к скоплению или потоку агента. Агент разносит тепло в потребители. Форма, размер, конструктивные особенности элемента зависят от потребностей хозяев.