Печь с водяным контуром для отопления дома: какую печь выбрать, лучшие решения по проектированию

Содержание
  1. Особенности обогрева на базе печки
  2. Устройство печного водяного отопления
  3. Схема циркуляции воды в контуре
  4. Печь – кирпичная или металлическая
  5. Трубы – нержавейка или металлопластик
  6. Теплоотдача – радиаторы или регистр
  7. Подбираем теплообменник для топки
  8. Виды дровяных печей по материалу изготовления
  9. Кирпичные дровяные печи
  10. Чугунные дровяные печи
  11. Металлическая дровяная печь
  12. Особенности выбора, установки и эксплуатации печей-каминов
  13. Выбор мощности печи
  14. Сталь или чугун?
  15. Установка печи-камина
  16. Подключение к системе отопления
  17. Требования к дымоходу
  18. Что такое буржуйка с водяным контуром: достоинства и недостатки популярной печки
  19. Таблица: теплопроводность, теплоёмкость и температура плавления популярных материалов для создания буржуйки
  20. Таблица: достоинства и недостатки печки-буржуйки
  21. Принцип действия
  22. Конструкция устройства
  23. Изготовление своими руками

Особенности обогрева на базе печки

Печное отопление – норма для российских деревень, надежность и практичность которого проверенна веками. И сегодня во многих деревенских домах стоят печи с плитой для готовки пищи и подом для выпечки хлеба.

Одни из них оборудуются водяным контуром отопительной системы, а другие нет. Но выкидывать их и менять на современные котлы хозяева сельского жилья не спешат. Более безотказного и беспроблемного способа обогрева еще не придумали.

Без контура с водой по дому дровяная печь способна прогреть лишь небольшое пространство вокруг себя. Для отопления одной-двух комнат такой вариант приемлем, но для большого коттеджа уже нет

В качестве топлива в подобных деревенских печах сжигают:

  • уголь;
  • торф;
  • дрова;
  • брикеты (евродрова).

Принципиальной разницы между этим типами топлива с точки зрения устройства печки внутри и разводки системы водяного отопления по частному дому нет. Одни из них дают больше жара, а другие прогорают дольше. Но конструкция топки и схема разводки труб с теплоносителем по комнатам во всех случаях одинаковы.

Делая выбор в пользу печного обогрева, не стоит забывать о противопожарных нормах устройства кирпичных печей – только их неукоснительное соблюдение позволит свести риск возникновения пожара к минимуму

Среди достоинств печного отопления числятся:

  • отсутствие зависимости от наличия в сети электроэнергии;
  • сравнительно низкая стоимость устройства отопительной системы;
  • дешевизна твердого топлива и возможность использования разных его видов;
  • предельная простота эксплуатации;
  • длительная отдача тепла (для кирпичных конструкций);
  • универсальность – подходит одновременно для обогрева и готовки еды.

Если частный дом невозможно подключить к магистральному газу, то дровяная печь будет наилучшим выбором для его отопления.

Единственное исключение – когда уголь или дрова недоступны в конкретной местности. Но такой вариант в России является скорее исключением, нежели нормой.

Два главных недостатка печей с водяным контуром – невозможность автоматизации работы и проблематичность регулировки теплоотдачи в отдельных комнатах

Также из недостатков печного отопления следует упомянуть:

  • долгий прогрев системы до начала теплоотдачи;
  • потеря массы полезного пространства в доме из-за массивности печи;
  • большой вес печной конструкции из кирпича;
  • низкий КПД из-за ухода значительного объема тепла в трубу;
  • высокая пожароопасность при неправильной эксплуатации.

Кирпичная отопительно-варочная печь для частного дома с водяным отоплением в зависимости от конструкции и количества рядов может весить от 1,5 до 10 тонн. Плюс сюда добавляется вес трубы.

Фундамент для такой массы требуется мощный и дорогой по затратам, что также можно назвать минусом рассматриваемых отопительных систем.

Устройство печного водяного отопления

Печь для рассматриваемой системы обогрева в идеале необходимо рассчитывать и строить одновременно с домом. Если жилое строение уже возведено, то поставить в нем печную конструкцию из кирпича будет сложно. А зачастую это и вовсе оказывается невозможно из-за необходимости делать прочный фундамент и перестраивать стропильную систему.

Печь для водяного обогрева в частном доме может быть выполнена не только из кирпича, но и из стали в виде буржуйки с теплообменными трубами вокруг топки для нагрева теплоносителя

Водяное отопление на основе печи состоит из:

  • непосредственно печки (металлической либо кирпичной);
  • теплообменника внутри или вокруг печной топки, а также в форме змеевика вокруг дымохода;
  • разнесенного по дому контура с теплоносителем и расширительным бачком на чердаке.

Также в отдельных случаях эта отопительная система дополняется циркуляционным насосом и гидроаккумулятором. Однако такой расширенный вариант применяется крайне редко, так как требует бесперебойного электропитания и приводит к удорожанию всей схемы.

А основной плюс водяного печного отопления – дешевизна устройства. Дополнять его дорогостоящими и склонными к поломке элементами не стоит.

Схема циркуляции воды в контуре

Система водяного отопления в домах выстраивается с естественной (гравитационной) либо принудительной циркуляцией теплоносителя. Если она делается на базе дровяной печки, то лучше всего предпочтение отдать первому варианту.

Схема разводки с естественной циркуляции воды более дешева по сравнению с принудительным аналогом, а также в отличие от него не требует электроснабжения

Водяное печное отопление рекомендуется обустраивать только в одноэтажных домах площадью до 150 м2. В этом случае его можно сделать гравитационным без дополнительных насосов.

Если необходимо обогреть коттедж в пару и более этажей, то лучше осуществлять это на базе более мощного котла. Печь для таких строений придется сооружать просто огромную, что дорого в реализации. Да и объемы топлива придется в нее закладывать каждый раз немалые. А делать так крайне не рекомендуется из-за увеличения рисков возникновения пожаров.

Классическая система печного отопления с естественной циркуляцией воды состоит из:

  • теплообменника в составе печки;
  • контура из металлического трубопровода;
  • радиаторов (обычно заменяются толстыми трубами в комнатах);
  • расширительного бачка.

Если водяной обогрев в загородном доме решено делать своими руками, то лучше его проектировать именно по этой схеме. Монтаж и расчет такого варианта выполнить проще, чем с принудительным движением воды.

Система с циркуляционным насосом больше подходит для котлов, на базе печки она теряет свою повышенную эффективность по теплоотдаче

Если бойлер автоматизирован и воду греет постоянно по мере необходимости, то дровяная печь протапливается раз или два в сутки. Именно в эти моменты теплоноситель в печной топке и нагревается, чтобы отдать тепло в помещениях. После гонять его насосом по трубам контура бессмысленно. Воду все равно ничто в холодной топке не будет подогревать.

Делая выбор в пользу печи на дровах или угле, хозяева частных домов обычно рассчитывают получить автономную систему обогрева. Если поставить в нее насосное оборудование, требующее для работы питание из электросети, то об автономности говорить будет сложно.

Печь – кирпичная или металлическая

Печь из кирпича дольше нагревается, но и дольше отдает тепло пространству вокруг себя. Аналог из стали наоборот быстро греется и также быстро после прогорания топлива остывает. Частично эта проблема решается за счет наличия в водяном контуре больших объемов теплоносителя.

Однако чем больше воды приходится хранить в системе, тем дороже она выходит по материалам.

Металлическую буржуйку с водяным змеевиком для отопительного контура в частных домах разрешается ставить прямо на деревянный пол без обустройства специального фундамента

Печь из стали под водяное отопление мощностью 5–15 кВт – без топлива и воды это конструкция весом 100–300 кг. Такую буржуйку без опаски можно поставить на усиленные лаги. Печные фундаменты требуется заливать, когда печка весит более 700–800 кг. Вот если она кирпичная, то без бетонных работ тогда точно не обойтись.

В сравнении с металлической, печь из кирпича весит больше, стоит дороже и сложнее в монтаже. Однако у нее выше КПД и меньше риски заморозки контура с порывом труб из-за образования внутри льда. Если все решено делать капитально для себя и постоянного проживания, то выбор рекомендуется останавливать на кирпичном варианте.

Трубы – нержавейка или металлопластик

Если система отопления строится на базе водогрейного котла, то обвязку его разрешается делать не только стальными трубами, но и металлопластиковыми и полипропиленовыми. Однако если воду будет греть дровяная печь, то контур с теплоносителем от нее стоит создавать только из нержавейки.

При большой закладке дров вода в змеевике печной топки может быстро разогреться до 100 градусов и закипеть, подобные температуры долгое время способна выдержать лишь сталь

Металлопластик рассчитан на работу с теплоносителем, разогретым до 90–95 °С. Кратковременно он способен перенести и нагрев до 110–120 °С. При этом автоматика котлов и бойлеров изначально не допускает прогрев воды до таких градусов. Для теплых полов она нагревается до 30–45 °С, а для батарей до 60–65 °С.

Однако в случае с дровяной печкой температуры под сотню – не просто возможны, а далеко нередки. Рисковать и играть в русскую рулетку, делая обвязку этой печи с помощью металлопластиковых труб, не рекомендуется. Лучше всего предпочтение отдать более надежной нержавеющей стали.

Вдобавок выходящие из топки от змеевика патрубки для подсоединения труб контура точно будут нагреваться до сильно высоких температур. От открытого огня их отделяет менее полуметра. Подсоединять к ним любые пластиковые трубы опасно из-за риска расплавления последних.

Теплоотдача – радиаторы или регистр

Подача тепла из печки в контур отопления осуществляется порциями по несколько часов, пока в топке горят дрова или уголь. Если воды в отопительной системе мало, то дом быстро будет выстывать. Поэтому в деревнях подобный обогрев обычно и делается из толстых стальных труб, а не на основе более привычных горожанам радиаторов. Отопительный регистр для дровяных печей подходит просто идеально.

Классическая схема водяного печного отопления с естественной циркуляцией предполагает прямой контакт воды с атмосферой через расширительный бак, но обычным батареям воздух в теплоносителе противопоказан

Проложенная по дому труба диаметром 80–120 мм из нержавейки – это отопительный регистр, состоящий из подачи от печи и обратки к ней. В дальней от топки комнате эти линии соединяются воедино, а в остальных помещениях укладываются в виде двух трубопроводов вдоль внешних стен.

Выглядит регистр не столь эстетично, как радиатор. Зато первый вариант сильно дешевле и проще в самостоятельном изготовлении, нежели второй. Для его реализации надо лишь иметь опыт обращения со сварочным аппаратом.

Площадь теплоотдачи для подобного контура рассчитывается умножением числа ПИ на диаметр и длину трубы. Плюс в расчетах надо учесть тепловой напор в подаче и обратке, а также расстояние между трубопроводами по вертикали.

Однако, зачастую, подобные вычисления не производятся, а берется труба диаметром 80–100 мм и прокладывается по периметру всего жилого здания с закольцовыванием в дальней комнате. При этом регулировка теплоотдачи производится «на глаз» и опытным путем в результате накладывания того или иного объема топлива в топку.

Не зря контуры из регистров вкупе с водяными печами так распространены. Их не нужно даже рассчитывать, достаточно взять подходящую трубу и сварить сваркой.

Подбираем теплообменник для топки

Теплообменник в печку можно сделать из меди, стали либо чугуна. Медный вариант сразу лучше исключить из-за высокой цены. Самостоятельно спаять такое устройство крайне проблематично.

Устанавливать внутрь топки чугунные батареи следует с осторожностью – из-за температурного шока отдельные их секции могут отсоединиться от соседних элементов

Чугун по техническим параметрам выигрывает у стали. Однако выполнить своими руками из него теплообменник для дровяной печки представляется проблематичным. Можно лишь взять для этого старую батарею. Но здесь надо учесть, что уплотнитель между ее секциями будет выгорать в топке. А это прямой путь к потере герметичности и выходу воды в топочную камеру.

Если теплообменник решено делать из чугунной батареи, то лучше всего брать для этого модели МС-110-300 или МС-90-300. Они небольшие и спокойно разместятся в топке. Площадь поверхности нагрева у них на каждое ребро будет порядка 0,14–0,16 м2.

Исходя из этих цифр, можно прикинуть – сколько потребуется секций для конкретного контура. На каждый 10 квадратов площади дома нужно 1 кВт, что будет приблизительно равно 0,1 м2 площади нагрева теплообменника из чугуна.

Ребра чугунного радиатора обычно соединяются с применением прокладок из теплостойкой резины. В печной топке такой резиновый уплотнитель сгорит, его нужно менять на асбестовый шнур

Еще один момент использования чугунной батареи в качестве теплообменника – это проблематичность ее чистки от сажи изнутри топки. Время от времени топочную камеру необходимо чистить, а рельефные ребра «чугунки» будут этому сильно мешать.

Наиболее оптимальный вариант теплообменника – стальной в виде:

  • змеевика из нескольких трубок;
  • рубашки из листовой стали.

Делают их из низкоуглеродистой стали Ст10…Ст20 с толщиной 4–5 мм. Если брать трубки, то диаметром 30–50 мм.

Сделать стальной теплообменник проще всего из листовой стали – однако у него в теплообмене будет участвовать лишь поверхность, обращенная внутрь топки к огню

Трубчатый вариант в плане теплообмена более эффективен, но он и более трудоемок в изготовлении.

Для расчета теплообменника следует воспользоваться формулой:

Qy=K*(Tcp-Tk)

где:

  • K – коэффициент теплопередачи материала (для низкоуглеродистых сталей берется 15–20, а для серого чугуна – 50);
  • Tcp – средняя температура нагревающей среды в топке (Tmax+Tmin)/2;
  • Tk – средняя температура теплоносителя (Tподачи+Tобратки)/2.

Если в печке будут сжигаться дрова, то Tcp=(700+300)/2=500 °С и Tk=(80+60)/2=70 °С. В итоге Qy=15*(500-70)=6450 ккал/час. То есть на квадратный метр обращенной к огню поверхности теплообменника выйдет приблизительно 7,5 кВт/час.

Для угля расчеты следующие – Tcp=(1000+600)/2=800 °С и Tk=70 °С. Qy=15*(800-70)=10 950 ккал/час=12 734 Вт/час. Квадратный метр поверхности теплообменника даст около 12,7 кВт/час.

Далее делим необходимую для обогрева конкретного дома мощность на вычисленную цифру, в зависимости от планов по использованию того или иного типа топлива.

Например, для коттеджа в 150 м2 нужно около 15 кВт. Если он отапливаться будет дровами, то потребуется теплообменник с площадью теплообмена в 15/7,5=2 м2. Это та поверхность, что обращена к пламени и нагревается.

Если выбран трубчатый змеевик, то его длина рассчитывается по формуле:

S=2*3,14*D*L

где:

S – расчетная площадь;

D – диаметр трубок;

L – нужная длина.

Параметры рубашки из стального листа вычислить еще проще, она обычно представляет собой два прямоугольника по бокам топочной камеры.

Виды дровяных печей по материалу изготовления

Печи на дровах, оставаясь по-прежнему отличным источником тепла, хорошо вписались в современные системы отопления частных домовладений. Дровяные печи можно разделить по материалу изготовления на следующие основные группы:

  • кирпичные (каменные);
  • чугунные;
  • стальные.

Кирпичные дровяные печи

Кирпичные печи наиболее долговечные и дорогие в возведении. Хорошая печь стоит не дешево, да и опытного мастера по ее монтажу найти не просто. Для строительства такой печки используются шамотные и огнеупорные красные кирпичи, как и при кладке дровяного камина, специальные мастики для кладки, чугунные дверцы, колосники, и задвижки для дымоходной трубы. Кирпичная печь достаточно долго нагревается, но и продолжительное время сохраняет тепло в помещении.

Чугунные дровяные печи

Чугунные печи используются обычно как дополнительный источник тепла. Производители создают из чугуна не только источники тепла, но и красивейшие изделия, отлично вписывающиеся в интерьер любого дома. Нагретый чугун превосходно держит тепло, а наличие варочной поверхности позволяет приготовить пищу или согреть воду для бытовых нужд.

Металлическая дровяная печь

Металлическая дровяная печь может быстро поднять температуру в помещении, используя при этом минимум топлива, но тонкая сталь, из которой они собираются, не позволяют продержаться теплу долго. Самым простым видом металлической печи является всем известная «буржуйка», которую часто используют для обогрева небольших дачных домиков или гаражей.

Как уже было сказано выше, сама печь обогревает только то помещение, в котором она находится. Для того чтобы осуществить перенос тепла и в другие помещения, существует два способа – организация воздушного отопления с системой воздуховодов, либо водяного отопления от печи с теплообменником, трубной разводкой и радиаторами отопления. Воздушное отопление проще в обустройстве, но имеет ряд недостатков, которые в совокупности перевешивают в сторону использования традиционного водяного контура отопления.

К недостаткам воздушного обогрева можно отнести:

  • монтаж воздуховодов, по которым распространяется теплый воздух, необходимо осуществлять на этапе строительства дома, так как они достаточно громоздкие;
  • необходимость монтажа вентиляторов с регулятором интенсивности потока, которые улучшают циркуляцию воздуха, но издают шум. Рушить эту проблему может установка печи с вентиляторами в подвале дома.
  • Необходимость установки дополнительных воздушных фильтров для исключения переноса пыли.

Достоинство воздушного отопления, которое в то же время является и недостатком – низкая инерционность. То есть помещения начинают прогреваться сразу после растопки печи, но также быстро они и охлаждаются.

К еще одному достоинству воздушного отопления можно отнести отсутствие радиаторов отопления. Воздуховоды, как правило, прячутся под потолком строения, а пространство под окнами остается свободным.

В большинстве случаев, владельцы домов с печным отоплением делают выбор в пользу водяного контура отопления частного дома, поэтому разберем детально этот вариант.

Особенности выбора, установки и эксплуатации печей-каминов

Чтобы отопление дома было эффективным и безопасным, при покупке, монтаже и использовании промышленных печек с эффектом камина нужно учесть некоторые нюансы:

  • подбор мощности;
  • материал корпуса и теплообменника;
  • условия безопасной установки;
  • правила подключения к системе отопления;
  • требования к обустройству дымохода;
  • выбор дров и других видов топлива;
  • правильная топка, чистка и обслуживание своими руками.

Также следует соблюдать рекомендации производителя, указанные в документации на печь. Только в этом случае эксплуатация печи будет безопасной, а срок службы — длительным.

Выбор мощности печи

Самый важный параметр, который обязательно нужно учесть, прежде чем купить определенную модель — тепловая мощность отопительного агрегата. Она измеряется в киловаттах, и принято считать, что 1 кВт мощности печи способен обогреть 10 м² площади дома.

Однако стоит учесть, что производитель тестирует печь в условиях, близких к идеальным, а при использовании недостаточно просушенных дров ее мощность может снизиться на треть. Поэтому, для использования печи с отопительным контуром в качестве единственного источника обогрева лучше купить модель с небольшим запасом мощности.

Сталь или чугун?

Отопительные печи-камины бывают стальные и чугунные. Стальные печи дешевле, легче, но более подвержены коррозии. Модели, сделанные целиком из чугуна, обладают повышенной долговечностью, стойкостью к коррозии, но при этом они значительно тяжелее, боятся резких перепадов температуры, от чего могут треснуть.

Лучший вариант — комбинированные модели, в которых корпус и незначительно нагревающиеся элементы выполнены из стали, а элементы топки, колосники и дверцы, подвергающиеся сильному перегреву, сделаны из кованого чугуна. Они не боятся длительного воздействия высоких температур и подходят для постоянного использования, а при периодической топке образующийся в трубах конденсат не вызывает их коррозии.

Установка печи-камина

Из-за небольшого веса промышленные модели не предъявляют особых требований к подготовке пола, им не нужен отдельный фундамент. Единственное требование — отделка деревянных полов негорючими материалами: листовым железом, керамической плиткой или огнестойкими типами покрытия, что можно сделать своими руками при минимуме затрат.

Подключение к системе отопления

Большинство печей-каминов промышленного производства могут эксплуатироваться как с подключенным водяным контуром, так и без него. При этом срок их службы существенно не отличается.

Если печь-камин подключена к водяному контуру, ни в коем случае нельзя ее эксплуатировать при слитом теплоносителе! Это приведет к выходу из строя теплообменника и самой системы!
Печи с водяным контуром допускается использовать в системах как с естественной циркуляцией (гравитационной), так и принудительной (с использованием насоса). При этом схемы подключения к системе отопления не отличаются от традиционных.

Особенности подключения печи своими руками к гравитационной системе отопления:

  1. Сразу после выхода из теплообменника выполняют разгонный коллектор, поднимающий теплоноситель в верхнюю точку системы.
  2. В верхней точке устанавливают расширительный бак открытого или мембранного типа.
  3. Для магистральной трубы необходим минимальный диаметр 32 мм, при меньшем сечении труб возрастает гидравлическое сопротивление системы, что ведет к ухудшению циркуляции.
  4. Уклон магистральной трубы должен составлять не менее 5 см/1 м, в противном случае движение теплоносителя замедляется, температура в системе будет неравномерной, а отопление — неэффективным.
  5. Отводы труб к радиаторам должны иметь диаметр 16-20 мм. Радиаторы врезают параллельно магистрали по нижней или диагональной схеме.

При использовании принудительной системы требований к ее монтажу значительно меньше:

  1. Расширительный бак можно устанавливать в любом удобном месте, обычно его ставят на обратной трубе, после циркуляционного насоса.
  2. Схема подключения радиаторов может быть любой.
  3. Не обязательно выдерживать существенный уклон магистральной трубы.
  4. С помощью автоматики можно выставить скорость движения теплоносителя, а также температуру обратки, что позволит избежать появления конденсата в топке.


Выбор теплоносителя — не менее важный шаг, который зависит от режима эксплуатации печи. Для домов с постоянным проживанием удобнее использовать очищенную воду — она дешевле, в закрытой системе отопления практически не вызывает коррозии, легко доливается из водопровода при необходимости.

Если дом используется периодически, использование воды в зимний период может привести к замерзанию системы. При этом вода расширяется и повреждает элементы системы: трубы, радиаторы, фитинги, что впоследствии приведет к протечкам.

В этом случае можно использовать специальные тосолы, либо установить параллельно печи электрокотел, работающий в режиме автоматического поддержания плюсовой температуры на уровне 5-10ºС.

Требования к дымоходу

Для безопасной эксплуатации печи-камины требуют неукоснительного соблюдения правил установки дымохода. Для этих отопительных приборов опытные печники советуют устанавливать дымоходы из керамики или нержавейки типа «сэндвич».

Керамические дымоходы представляют собой сборную конструкцию из готовых блоков различного назначения. Дымовой канал состоит из глазурованной керамики, исключающей завихрения дыма и осаждения твердого осадка. Он помещается в полый пенобетонный блок и изолируется базальтовыми матами, термостойкими при температурах до 1000ºС. Соединяют элементы на специальный клей (блоки) и герметик (керамика).


Металлические сэндвич-дымоходы имеют вид двух труб разного диаметра, вставленных одна в другую и изолированных базальтом. Внутренняя труба выполнена из нержавейки, внешняя может быть из оцинкованного железа. Блоки собирают с помощью жаропрочного герметика.

Особенности керамических дымоходов:

  • длительный срок эксплуатации — не менее 25 лет;
  • гладкая внутренняя поверхность практически не позволяет оседать саже;
  • высокая противопожарная надежность и стойкость к прогоранию;
  • большой вес, из-за чего требуется установка на отдельный фундамент;
  • высокая цена.

Особенности дымоходов из нержавейки:

  • быстро собирается своими руками;
  • цена значительно ниже керамического;
  • не требует установки на фундамент;
  • при постоянном перегреве могут прогореть, поэтому необходима регулярная ревизия.

Выбор типа дымохода — вопрос предпочтений и финансовых возможностей, однако при его установке нужно соблюдать несколько обязательных условий.

  1. Диаметр дымохода в идеале должен равняться диаметру выходного дымового отверстия, или патрубка. Заужать его нельзя! Можно расширить диаметр дымохода, но не более чем на 30%, при этом необходимо использовать специальные элементы дымохода.
  2. Дымоход нужно оснастить шибером или задвижкой, перекрывающими поступление холодного воздуха в печь и регулирующими тягу.
  3. Длина горизонтальных участков в совокупности не должна превышать 1 метра, в противном случае тяга будет значительно хуже.
  4. Общая высота дымохода и дымовой трубы должна быть не менее указанной в паспорте на печь. Обычно это значение колеблется в пределах 5-8 метров.
  5. Все проходы через стены и перекрытия выполняют с помощью специальных элементов, обеспечивающих их теплоизоляцию от сгораемых конструкций.
  6. Необходимо оснастить дымоход чистками, обеспечивающими доступ в любую его часть, а также сборником конденсата.

Что такое буржуйка с водяным контуром: достоинства и недостатки популярной печки

Печка-буржуйка характеризуется высокой теплоотдачей и скоростью горения топлива. Эти качества ей придают материалы, из которых делается топка (чугун, сталь, железо). Буржуйка быстро разгорается и нагревается, а если к ней подсоединён водяной контур, то тёплые дымовые газы по пути ещё и успевают подогреть воду для бытовых нужд.

При выборе материала, из которого лучше сделать буржуйку, нужно руководствоваться следующими показателями:

  1. Теплопроводность — свойство металлов, жидкостей и газов проводить через себя тепло. Чем быстрее передаётся тепло, тем быстрее нагревается или охлаждается предмет. У пенопласта низкая теплопроводность — 0,036–0,050 Вт/м*С. Взяв его в руки, мы сразу почувствуем, что он тёплый, потому что пенопласт тепло не передаёт, а накапливает. Если взять металлический брусок, то ощутим холод из-за высокой теплопередачи.
  2. Теплоёмкость — свойство материала накапливать тепло. Самая высокая теплоёмкость у воды, на втором месте воздух, в конце списка чугун, сталь и железо. Поэтому металлическая печка быстро нагревается и столь же стремительно остывает. В городских домах батареи центрального отопления заполнены водой, которая долго отдаёт тепло, обогревая жильё.

Список материалов, которые применяются при создании буржуйки:

  1. Сталь.
  2. Чугун.
  3. Железо.
  4. Латунь.
  5. Алюминий.
  6. Медь.

 

Таблица: теплопроводность, теплоёмкость и температура плавления популярных материалов для создания буржуйки

Материал Теплопроводность, Вт/м*oС Теплоёмкость, Дж/кг*oС Температура плавления, oС
медь 382–390 400 1085
алюминий 232–236 920 660
латунь 97–117 400 900
железо 74 460 1539
чугун 62,8 500 1200
сталь 47 540 1500
вода 0,6 4200
кирпич строительный 0,2–0,7 880 1000–1100
пенопласт 0,036–0,050 150–200
воздух 0,025 1100

Медь — самый теплопроводный материал из всех, приведённых в таблице. Её недостатки — стоимость и температура плавления. Такие же ограничения у алюминия и латуни. При высоких температурах чугунная или стальная буржуйка только покраснеет, но будет выполнять свою работу, а медная, алюминиевая или латунная — расплавятся.

Печки-буржуйки чаще всего делают из стали, потому что она имеет высокую температуру плавления и самую большую теплоёмкость среди всех доступных материалов

Изготовление печки из стали, железа и чугуна оправдано из-за распространённости этих материалов. С точки зрения теплопроводности и теплоёмкости им нужна доводка. Тепловую энергию печки целесообразнее использовать для нагрева воды, иначе она просто уйдёт в дымоход. Для ограничения потерь тепла также очень важно добиться полного сгорания топлива.

Идеальный вариант работы буржуйки — когда из трубы выходит едва тёплый воздух, а вся энергия направляется в горячее водоснабжение и отопление дома.

Таблица: достоинства и недостатки печки-буржуйки

Достоинства Недостатки
  • высокая скорость нагрева помещения;
  • возможность приготовления горячей воды в теплообменнике;
  • утилизация топливных отходов. В этой печке можно сжигать всё;
  • простота изготовления и ремонта.
  • высокая температура вокруг печки, вызывающая возгорание материалов на полу и стенах. Буржуйке нужна защита экранами;
  • высокая температура внутри котла, которая приводит к выгоранию металла внутри конструкции (на верхней поверхности, в колосниках, задней поверхности печи и дымоходе);
  • увеличенная скорость горения внутри котла, из-за которой топливо сгорает не полностью;
  • большой расход топлива;
  • высокая степень пересушивания воздуха;
  • образование минеральных отложений на стенках рекуператора с проточной водой;
  • необходимость следить за температурой в помещении. Замёрзнув, вода в аппарате разрушит трубы.

Как видно из таблицы, у буржуйки есть масса недостатков, поэтому если вы решитесь на установку этой конструкции, придётся учитывать все её слабые стороны.

 

Принцип действия

Не зря говорят, что всё новое — это хорошо забытое старое. Древняя Библия вторит этой пословице: «Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем» (Екклезиаст 1:9). Действительно, все физические и химические законы придуманы и запущены в жизнь задолго до нашего рождения, поэтому человек может только использовать их в своих целях.

Так, мало кто знает, что для усиления горения в паровозах и других аналогичных агрегатах, активно используемых в прошлых веках, вода применялась как катализатор горения. Вспомнив про эту особенность общедоступной жидкости, некоторые современные Кулибины придумали простую конструкцию для печи, где вода в качестве топлива способствует увеличению КПД теплоотдачи на десятки процентов.

Благодаря печи на воде, можно обеспечить небывалое тепло в доме

Дело в том, что при нагревании водяного пара до температуры выше 600 градусов образуется горючая смесь водорода и угарного газа. В сочетании с кислородом она замечательно горит и способствует ещё большему подъёму температуры. Вот почему сильные пожары и огонь с большой температурой невозможно потушить водой или снегом. Наоборот, такой способ содействует ещё большему разгоранию.

Это интересно: вариант котла на отработанном масле с водяным контуром.

Однако если взять под контроль эту особенность самой распространённой жидкости, то можно добиться удивительного эффекта, способствующего улучшению процесса горения.

Вот главные преимущества этого метода:

  1. Более полное сгорание топлива и меньшее количество отходов горения.
  2. Отсутствие чёрного дыма, соответственно, меньше сажи — чище дымоход.
  3. Выше температура горения, большая теплоотдача.
  4. Отличное горение сырых дров, отсутствие задымления при этом.
  5. Почти в два раза возрастает время сгорания того же количества топлива.

В этом видео подробнее о печи на воде:

Получается, что использование конструкции печи на воде намного эффективнее обычного варианта.

Конструкция устройства

Решив оборудовать своими руками эконом-печь на воде, многие сталкиваются с проблемой, где взять чертежи устройства данной конструкции. В наш век технологий получение такой информации — сущий пустяк. Более того, поняв принцип действия такой печи, многие стараются создать собственный вариант, и порой такие попытки приводят к появлению очень эффективных образцов.

Детали могут отличаться, но основные узлы такого устройства неизменны.

Если постараться, то можно легко смастерить такую печурку у себя на даче

Вот перечень этих частей:

  1. Парогенератор. Устройство, обеспечивающее поступление воды и преобразование её в пар. Принцип действия хорошо известен тем, кто знаком с самогоноварением.
  2. Пароперегреватель. Это приспособление служит для перегрева пара выше температуры 500°C.
  3. Вспомогательные узлы. Они могут быть различными в зависимости от конструкции, но соединительные шланги и трубки — это обязательные элементы любого подобного устройства.
  4. Расширительный бачок или другая ёмкость для хранения воды.
  5. Печь. Форма и материалы, из которых делают подобные печи, настолько разнообразны, что нет смысла перечислять их. По сути, любую печку, работающую на дровах, торфе или угле, можно использовать для переоборудования в паровую.

Какая бы конструкция ни была выбрана, она столь проста, что любой умелец сможет сделать своими руками печку на воде.

Изготовление своими руками

Итак, решив сделать печь, работающую на воде, первым делом определяются с основной конструкцией будущего обогревателя.

С помощью такого метода, любую печь можно преобразить в эконом-вариант

Чаще всего такой обогреватель уже имеется и его надо просто модифицировать. Вот схема последовательности работ:

  1. Находят ёмкость для воды и крепят её.
  2. Изготовляют парообразователь.
  3. Продумывают его крепление и способ нагревания, чтобы получать пар.
  4. Делают пароперегреватель. Обычно это тонкостенная трубка из нержавейки с равномерно пропиленными отверстиями. Её обматывают сеткой из нержавейки — это устройство будет служить шумогасителем.
  5. Продумывают схему соединения и крепления всех деталей. Пароперегреватель должен находиться на колоснике печи для того, чтобы к нему был хороший доступ кислорода. Многие придумывают дополнительные приспособления, чтобы он не забивался золой и доступ кислорода был постоянным.
  6. Проверяют устройство на эффективность работы и пожаробезопасность. Отсутствие дыма из трубы при разгоревшейся печи говорит о правильной работе. Все резиновые, деревянные и пластмассовые детали устройства должны находиться на пожаробезопасном расстоянии от огня и раскалённых частей конструкции.

Более подробно о печи на воде в этом видео:

Установка подобной конструкции сможет сэкономить много средств. К тому же в качестве топлива вода в печи снижает загрязнение воздуха отходами сгорания. Даже самый простой способ модификации печки может привести к замечательному результату.

Например, некоторые дачники используют водяное поддувало. То есть, вставляют под топку металлическую ёмкость с водой. В результате испарения и нагревания такой несложный способ превращает обычную печку в водяную и улучшает её работоспособность во много раз.

Источники

  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/pechi/pech-s-vodyanym-konturom-dlya-otopleniya-doma.html
  • https://strhouse.ru/inzhenernye-sistemy/drovjanaja-pech-dlja-otoplenija.html
  • https://gidpopechkam.ru/kaminy/pech-kamin-s-vodyanim-konturom.html
  • https://aqua-rmnt.com/otoplenie/burzhuyka-s-vodyanyim-konturom-svoimi-rukami.html
  • https://kaminguru.com/pech/jekonom-pech-na-vode.html

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: