Как сделать теплообменник на дымоход своими руками

Таблица: достоинства и недостатки печки-буржуйки

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.

Виды печей

Наиболее распространенные конструкции дровяных печей:

• Буржуйка.
• Буржуйка с водяным контуром.
• Кирпичная.
• Длительного горения.
• Конвекторная печка.

Буржуйка – наиболее распространенная дровяная печка, используемая для отопления гаража. Простота конструкции обеспечила ей большую популярность еще в двадцатые годы ХХ века. Для ее изготовления подойдет любой подручный материал: старые железные бочки, пропановые баллоны, простой железный короб.

Буржуйка с водяным контуром является модификацией буржуйки. Основное отличие – наличие водяного контура. Он состоит из системы трубопроводов, запорной арматуры, расширительного бака, теплообменника, насоса, радиаторов.

Принцип действия такой — вода в теплообменнике нагревается и по системе трубопроводов поступает в радиаторы. В результате теплообмена тепло поступает в помещение. С помощью насоса остывшая вода из радиатора перекачивается в теплообменник для последующего нагрева.

Кирпичная печь – самая эффективная в плане отопления помещения. Благодаря своей конструкции и используемому строительному материалу, она имеет высокий КПД. Такая печь быстро нагревается при топке дровами, и долго держит тепло. Принцип действия такой же, как у буржуйки.

Конвекторная печь также является модификацией буржуйки. Её конструкция отличается наличием системы принудительной конвекции. Она состоит из вентилятора и коллектора.

Принцип действия аналогичен принципу действия буржуйки. Отличие только в том, что вентилятор принудительно вытесняет нагретый воздух из коллектора в помещение.

Печь длительного горения – это тоже модификация буржуйки. В её конструкции используется эффект верхнего горения. Благодаря этому, данная конструкция имеет высокий КПД. Принцип действия: горение в топке агрегата происходит под грузом, благодаря этому, зона огня имеет малую площадь. Это обеспечивает длительное горение твердого топлива.

Изготовление своими руками

Самый подходящий материал для изготовления буржуйки – это пропановые баллоны и толстостенная труба. Также подойдут и старые металлические бочки. Возможны все варианты. Главное условие – толщина стенки должна быть минимум 2 мм и максимум 5 мм. Если вы всё сделаете согласно чертежам, то такая печь будет служить долго и эффективно.

Какую изготавливать печь – вертикальную или горизонтальную, каждый решает сам. Топить дровами горизонтальную печь удобнее. Зато вертикальная удобна в эксплуатации и занимает меньше места.

Чтобы изготовить вертикальную буржуйку, делим трубу или баллон на два неравных отсека. В нижней части располагаем меньший. Здесь будет собираться зола. Вверху находится больший отсек для закладки дров.

Далее проделываем следующее:

• Вырезаем в обеих частях прямоугольные отверстия. Полученные прямоугольники не выбрасываем, используем их как двери в дальнейшем.
• К большей части привариваем колосники. Это может быть арматура или любые прутки металла необходимого размера, диаметром 12-16 мм. Промежуток между колосниками – 20 мм.
• Монтируем и привариваем дно.

• Вверху баллона под дымоход проделываем отверстие. Изготавливаем патрубок из листа металла и привариваем его к отверстию вверху баллона. Патрубок лучше изготовить под стандартные дымоходы, чтобы потом не было проблем с его установкой.
• К вырезанным дверкам привариваем петли и устанавливаем на печь. Агрегат готов.

Для изготовления горизонтальной буржуйки, необходимо приварить снизу зольный ящик. Сделать его можно из листовой стали. В нижней части печи делаем отверстия, чтобы зола просыпалась в зольный ящик.

В верхней части отопительного прибора (так же как на вертикальной буржуйке) изготавливаем патрубок для дымохода. Привариваем петли на дверку и устанавливаем ее с торца изделия. Печь готова к эксплуатации.

Конвекторная печь по конструкции – обычная буржуйка без режима длительного горения, но с принудительным обдувом для равномерного распределения тепла в гараже. Агрегат представляет собой буржуйку со встроенным мини-вентилятором в задней части. Он по направляющим трубам нагнетает воздух. Это могут быть полые металлические трубы, профиль или короб из листовой стали.

Там воздух нагревается и выдувается вперед. Помещение гаража быстро и эффективно отапливается. Печь готова для обогрева помещения.

Многие считают, что лучший отопительный прибор для гаража – это печь длительного горения. В основе ее конструкции лежит вертикальная буржуйка. Основные отличия – это боковое расположение дымохода в верхней части и наличие съемной верхней крышки с поршнем. В верхней крышке вырезаем отверстие и вставляем поршень. Он давит на дрова внутри печи, обеспечивая «верхнее горение».

Сложить кирпичную печь в гараже очень просто. Необходимо иметь схему порядовой кладки и обладать навыками работы с кирпичом. Обязательно строго соблюдать схему порядовки. Для кладки используют шамотный раствор или глину с добавлением цемента и песка.

Перед установкой кирпичной стены необходимо сделать фундамент высотой 200 мм. Из огнеупорного кирпича выкладывают топочную камеру. Дверца и поддувало расположены на передней стенке. Решетка укладывается внутри прибора на выступы из кирпича.

Для изготовления печи необходимо 290-300 кирпичей. Кладку выкладывают на шамотный раствор. Между кирпичами оставляют зазоры. Это необходимо для теплового расширения. Образование трещин на корпусе отопительного прибора из-за разности температур сведется к минимуму.

Чтобы печь прослужила долго, кирпич должен быть хорошо обожжённый и без трещин. Если необходимо увеличить высоту отопительного прибора, это можно сделать путем повторения рядов.

Чтобы изготовить печь с водяным контуром, первоначально необходимо соорудить теплообменник. Можно использовать различные материалы: листы стали или стальные трубы. Также потребуются навыки работы с металлом и сантехникой.

Для подачи горячей воды и обратного возвращения холодной, вверху крышки буржуйки вырезаем два отверстия. Сзади печи устанавливаем водяной бак, изготовить который можно из листа металла или старой стальной бочки. Патрубки для трубной разводки устанавливаем в отверстия водяного бака.

Начинаем монтаж трубопровода. Последовательно соединяем трубопровод с радиаторами и расширительным баком. Размер бака следует выбирать на 20% больше объёма воды, находящейся во всей системе.

Если замкнутый водяной контур собран правильно, то нагретая в теплообменнике вода, согласно закону термодинамики, по трубопроводу поступает в радиаторы. После теплоотдачи вода снова собирается в теплообменнике.

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.

Другие варианты печей

Конечно, далеко не все выбирают буржуйки.  Многие автовладельцы в поисках самых экономных способов обогрева гаража зимой останавливаются на вариантах, работающих на отработке или от газовых баллонов. Несмотря на то, что схема работы таких печей приблизительно схожа, все же остановимся подробнее на альтернативах, чтобы вы смогли выполнить проект своими руками без какой-либо помощи специалистов.

На отработанном масле

Главное отличие такой конструкции от стандартной буржуйки — она состоит из 2 камер. Их между собой соединяют металлической трубой с отверстиями: из них как раз и выходит пламя.

• нижняя камера — предназначен для отработанного топлива, здесь оно сгорает и превращается в газ;
• верхняя камера — для смешивания образовавшегося газа с воздухом, чем оптимальнее конструкция — тем лучше теплоотдача.

Порядок работы:

1. берем листовой металл и придаем ему нужную конфигурацию, этот этап можно пропустить, если у вас есть готовая круглая либо прямоугольная металлическая емкость;
2. делаем из него нижний отдел, в который заливается отработанное топливо, изготавливаем заслонку, чтобы можно было регулировать поступающий в камеру воздух;
3. приделываем ножки снизу из толстой проволоки или любого подручного материала — обеспечат устойчивость печи;
4. в отверстие сверху вставляем перфорированную трубу с толстыми металлическими стенками — она служит опорой для верхнего отсека и постоянно подвергается воздействию высокой температуры, поэтому должна быть надежной;
5. для изготовления верхней камеры берем металлическую заготовку цилиндрической формы;
6. финальный штрих — дымоход, устанавливается сверху.

Длительного горения

Такую печь легко изготовить из старого газового баллона. Либо металлической бочки с прочными стенками. Обязательные условия:

• цилиндрическая форма;
• вертикальное расположение.

Для изготовления необходимо сварить между собой металлический круг, выполняющий функцию груза, и небольшую трубу. Они помещаются непосредственно в заготовку и обеспечивают равномерное горение топлива за счет стабильной подачи воздуха.

Сверху должна быть установлена съемная крышка, а дым выходит по трубе из верхней боковой стороны. Хорошо, если получается приварить ручки — удобство!

Дрова, опилки и любой другой вид твердого топлива закладываются как в камеру первичного сгорания — самый низ цилиндра, так и непосредственно на металлический круг. Длительного горения такие печи называют как раз из-за того, что используемая для растопки древесина медленно тлеет и выделяет газ, который и сгорает в верхней части, обеспечивая нужный уровень тепла.

Кирпичная

Пожалуй, самый трудоемкий и далеко не всегда оправданный вариант, который подкупает эстетичным внешним видом и высоким КПД.

Для того, чтобы придать конструкции устойчивость и повысить пожаробезопасность, необходимо возвести фундамент.

Кирпичная кладка тоже осуществляется по специальной схеме, чтобы повысить прочность до максимального уровня. Для склейки используется глиняный раствор, а швы между фрагментами достигают 1,5 см.

Также придется изготовить топочную и поддувальную дверцы. Для золы необходимо поставить решетку. Не забудьте про чугунную панель: на ней и будет размещено твердое топливо. Конечным пунктом выглядит выполнение задвижки, но это мелочь в сравнении с тем, что предстоит выполнить до.

Вам в помощь чертежи уже опробованных на практике проектов.

Плюсы и минусы

Как и любой отопительный прибор, дровяная печь имеет свои преимущества и недостатки.

Рассмотрим некоторые преимущества:

• Относительно невысокая цена топлива.
• Универсальность прибора при эксплуатации. Можно использовать отопительный прибор для отопления помещения, приготовления и подогрева пищи.
• Монтаж и установка гаражной печи очень простые и не требуют больших затрат.
• Для изготовления агрегата могут использоваться подручные материалы.
• При эксплуатации не требуется использование дополнительных установок и приборов.
• Небольшие габаритные размеры агрегата делают его универсальным при использовании в гаражах.
• Эксплуатация такого прибора не требует использования дополнительного вида энергии (электричества).

К недостаткам данной конструкции можно отнести:

• Такие печи имеют большую теплоотдачу, в результате чего они быстро нагреваются и быстро остывают.
• Для поддержания высокой температуры в печи необходимо периодически подкладывать дрова.
• Необходим постоянный контроль за процессом отопления для обеспечения безопасности.

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.

Делаем водяной контур для буржуйки своими руками: пошаговая инструкция

Буржуйка, которая будет обогревать несколько комнат непременно должна быть смонтирована из долговечных материалов со значительным сроком эксплуатации. Например, это может быть листовая сталь толщиной от трех миллиметров или кирпичная кладка.

Первый этап строительства – подготовка эскиза или чертежа. Для этого выбираем место, где будет размещаться печь, рулеткой снимаем необходимые замеры. После этого вычисляем габариты конструкции и переносим их на чертеж.

Когда чертеж готов, приступают к разметке под фундамент и его кладке.

1. Производим разборку перекрытий пола и копаем котлован прямоугольной формы на глубину 40-50 см.
2. Засыпаем дно ямы бутом (мелкой кирпичной крошкой, песком, щебнем).
3. Заливаем слой бута цементом, проверяя горизонтальность заливки строительным уровнем. Ждем высыхания цемента.
4. На высохший слой цемента укладывают несколько слоев рубероида, выступающего гидроизолятором и предотвращающего влияние влаги из почвы на конструкцию печи.

Создаем змеевик водяного контура

Наиболее практична, долговечна и безопасна буржуйка из кирпича. А главный элемент буржуйки с водяным контуром – это теплоноситель (другие названия: змеевик, регистр или теплообменник). Этот теплоноситель устанавливают непосредственно в топке печи и подключают к системе водяного отопления. Конструкция змеевика может быть различной, выполненной либо из листовой стали толщиной от трех до пяти миллиметров, либо из полых стальных труб. Однако стальные конструкции менее популярны из-за малой поверхности нагрева.

Змеевик водяного отопления для буржуйки

Конструкция самого водяного контура состоит из следующих элементов:

• змеевик;
• трубы (чугунные, стальные, медные, биметаллические и т.п.);
• расширительный бак;
• радиаторы.

В качестве инструментов и дополнительных материалов пригодятся: сварочный аппарат, сверло и болгарка, молоток, кельма и цементный раствор, дюбель-гвозди.

Вода, нагреваясь в змеевике, поступает по трубам в радиаторы, установленные в комнатах, поле чего, остывая, вновь возвращается в змеевик.

Кирпичная буржуйка должна предусматривать отделения для розжига топлива, для сбора золы и пепла, отделение для размещения теплоносителя. В кирпичной кладке по мере строительства делают выводы для дымохода и труб, по которым происходит движение теплоносителя.

Монтаж водяного контура при строительстве кирпичной буржуйки

Процесс кладки печи с водяным контуром

Печь кладут из огнеупорного кирпича, скрепляя кладку печной глиной или специальной термостойкой смесью. Первые два ряда делают сплошными, далее выкладывают нишу для зольника (ящик, в который попадет зола), следующий ряд – кладка перекрытия под колосниковую решетку и установка таковой. При этом на фронтовой части буржуйки обязательно оставляют место под печную дверцу – поддувало. После того, как зольник готов, укладывают колосниковую решетку и переходят к кладке топливника, аналогично оставляя пространство для установки дверцы. Их закрепляют между кирпичами на специальные металлические рамки и на металлическую проволоку.

Когда топливник почти готов, в кладку зашивают змеевик и трубы – дымовую и под водяной контур. Верхнее перекрытие выполняют либо из кирпича, либо из толстой чугунной (стальной) плиты, выполняющей роль плиты. Дымовую трубу выводят через крышу, соблюдая противопожарные меры (изоляция металлической трубы от всех способных воспламеняться перекрытий).

Монтаж системы водяного отопления

Подсоединяем магистральные трубопроводы, ведущие от печи к радиаторам. В случае если трубы проходят через стены, перекрытия ломают в месте прохождения трубы, а впоследствии заделывают цементом. Соединение труб осуществляют в зависимости от материала, из которого они изготовлены.

Радиаторы в помещении вешают на кронштейны под окно и к ним подводят трубы. Размер радиатора вычисляют исходя из подоконного пространства:

• расстояние от пола 10-15 см;
• от стены 2-5 см;
• от подоконника 10 см.

Последовательность монтажа:

• отмечаем на стене местоположение кронштейнов;
• высверливаем отверстия под них;
• крепим кронштейны на стену, строго соблюдая вертикальность;
• собираем все краны радиатора по схеме и вешаем его на стену;
• монтируем отводящую и подводящую трубы.

Монтаж радиаторов к печи

На входе и выходе необходимо установить термодатчики, а также запорную (перекрывать движение воды) и регулирующую фурнитуру.

Обязательно нужно смонтировать расширительный бак, на случай внезапного закипания воды в системе.

При первом включении системы следует внимательно следить за всеми возможными протечками и за температурным режимом в буржуйке.

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.

Первичный

Первичный теплообменник – это достаточно большая медная труба, которая изогнута в одной плоскости в виде змеевика. В этой же плоскости располагаются пластины различного размера, выполненные из меди. Для предотвращения появления ржавчины поверхность данного агрегата покрыта специальной защитной краской. Мощность первичного теплообменника для отопления в первую очередь зависит от количества ребер и длины трубы.

В большинстве случаев такие приборы обладают примерно одинаковым конструктивным решением, различия же заключаются в способе подключения трубы, в размерах самого теплообменника, а также его мощности. Стоит отметить, что процесс обмена теплом между теплоносителями может быть существенно затруднен в случае загрязнения копотью и грязью.

Не меньшее отрицательное влияние оказывают и отложения солей внутри самого агрегата, препятствующие прохождению воды через бойлер. Это является следствием нарушения циркуляции теплоносителя, а также уменьшения теплопроводности стен прибора. По этой причине необходимо в профилактических целях заниматься своевременным обслуживанием теплообменника для отопления дома, а также выполнять его промывку и очистку.