Как устроена печь Булерьян с водяным контуром – преимущества отопительного котла, правила установки и эксплуатации

Установка печи с водяной рубашкой

Печь Булерьян устанавливается на несгораемой подставке на расстоянии не менее 1 м от стены (при наличии огнестойкой штукатурки толщиной от 25 мм расстояние можно сократить до 0,8 м).

Размеры подставки должны быть на 600 мм больше размеров печи (по 300 мм с каждой стороны).

На полу перед дверцей в радиусе 1,2 м от нее должен быть стальной настил (толщина – от 1,5 мм) на подушке из асбеста.

Поскольку твердотопливное оборудование предоставляет гораздо меньше возможностей по регулировке мощности, чем газовое, его подключают к системе отопления по особой схеме. Она необходима для предотвращения закипания теплоносителя (может разорвать трубы) или поступления его в теплообменник при температуре ниже 50 градусов (приводит к образованию на стенках контура химически агрессивного конденсата).

Данная схема предусматривает наличие байпаса, соединяющего линии «подачи» и «обратки», и группы безопасности:

  • предохранительного клапана;
  • автоматического воздухоотводчика;
  • манометра.

При закипании теплоносителя предохранительный клапан сбросит избыток давления.

На байпасе устанавливается 3-ходовой клапан с сервоприводом, который управляется термодатчиком. Если температура в «обратке» окажется недопустимо низкой, термодатчик откроет 3-ходовой клапан и холодный теплоноситель через байпас будет разбавлен горячим.

Принципиальная схема использования печи Булерьян

Запуск системы отопления, оснащенной твердотопливным котлом, также осуществляется несколько сложнее, чем при наличии газового теплогенератора. Сначала прогревается теплоноситель в малом контуре и только потом к нему малыми порциями добавляется холодная вода из основной системы.

Положительные и отрицательные моменты печного отопления в частном доме

Какие недостатки?

К отрицательным моментам можно отнести:

  • Достаточно долгое нагревание печи, а значит — и помещений. Это происходит из-за длительного прогревания стенок и теплоносителя в системе.
  • Не очень высокийКПД кирпичного строения. Чтобы его увеличить, приходится устраивать более высокий дымоход, делать его лабиринтного типа, чтобы тепло дольше оставалось внутри конструкции.
  • Кирпичная печь занимает достаточно большую площадь, но только при таких масштабах она способна обогреть несколько комнат одновременно.
  • В отличие от отопления природным газом печь должна на протяжении всей ее топки находиться под присмотром, так как кирпичные варианты требуют постоянного добавления топлива. Чугунные печи длительного горения являются исключением, так как закладка дров производится один раз за сеанс топки.

Есть у печного отопления немало и положительных качеств, которые часто бывают решающими в выборе именно его для устройства в частном доме.

Принцип работы колпаковой печи

Колпаковая печь Кузнецова (в народе именуемая «Кузнецовка») получила название в честь своего создателя – И.В. Кузнецова, который занялся разработкой новой схемы отопления еще в начале 60-х годов прошлого столетия. Уникальная технология «свободного движения горячих газов» сразу же получила признание и стала пользоваться большой популярностью во всем мире.

Колпаковая печь Кузнецова: принцип работы

Особенность «Кузнецовки» заключается в том, что нагретые газы проходят и циркулируют по трубе благодаря собственной силе тяжести, в отличие от «принудительного» движения по дымоходу. Все мы знаем из уроков физики, что теплый воздух поднимается вверх, вытесняя холодный. Но, в отличие от канальных прототипов, здесь тепло не выходит из трубы, а собирается под колпаком. Постепенно он там остывает, и его вытесняют порывы борее горячего воздуха, поднимающиеся вверх.

Основным отличием канальной печи от колпаковой считается принцип движения горячего газа. В первой – дым как-бы вытягивается по трубе вверх, а в колпаковой – выталкивается. Сам колпак может служить емкостью для нагрева воды, приготовления пищи, сушилки и т.д. Таким образом, колпаковая печь может выполнять двойную функцию.

Печь «Кузнецовка»

То есть по функциональной характеристике, «кузнецовки» можно разделиться на:

  • банные печи;
  • печи для приготовления еды (хлебные, варочные, под казан, барбекю, гриль и т.д.);
  • камин;
  • печи для отопления;
  • комбинированный тип.

Самыми распространенными являются именно комбинированные типы с возможностью приготовления еды и обогревом всего дома. Несмотря на возможность вариации стиля и формы, принцип действия колпаковой печи остается неизменным.

Схема движения газов в печи

Чтобы легче было понять основной принцип работы печи Кузнецова, представьте костер, разожженный на открытом воздухе. Из-за неограниченного доступа воздуха к огню, костер дает небольшое тепло. А теперь попробуем этот костер накрыть металлическим колпаком, оставив небольшой просвет снизу, чтобы совсем не загасить пламя. Горячий воздух пойдет вверх, нагревая стенки. Постепенно охлаждаясь, воздух начнет опускать к оставленному проему в то время, как его место занимает новая порция горячего воздуха. Это и есть принцип свободного движения горячих газов, который И.В. Кузнецов успешно применил в своей разработке.

Особенности конструкции

Сегодня в Сети можно найти более 150 разновидностей конструкции, но какой бы формы, стиля исполнения они ни были, все печи построены по одной методике. Конструктор, создавая схему кладки колпаковой печи, ставил перед собой две задачи: продуктивность и эффективность отопительной системы.

Возвести такую конструкцию не так-то просто. Необходимо четко придерживаться разработанной Кузнецовым И.В. порядовки

Изобретатель большую роль и внимание уделяет расположению внутренних каналов колпаковой печи

Колпак представляет собой отдельную камеру для задержки нагретого газа, что способствует экономии топлива и повышению КПД работы печи.

Стандартная конструкция «кузнецовки» предполагает наличие двух колпаков. Нижний объединен с топочной камерой, а второй колпак находится в верхней части печи. Задача первого колпака – разделить газы на холодные и горячие потоки. Именно это выгодно отличает колпаковую печь от канальной, где нагретый воздух, под действием тяги, свободно выходит наружу. Здесь же, горячий поток газа, выходящий из топки, стремится вверх, где задерживается под первым колпаком и долго аккумулирует тепло.

Дальше, поток стремится через проход во вторую камеру, где тоже задерживается под вторым потолком, так как проход находится у основания. Вследствие этого, горячий воздух, прежде, чем выйти по дымоходу, долго аккумулирует тепло в печи. Это дает высокий КПД – до 95 %. Если сравнить с эффективностью работы традиционной русской печи (канальной), то это больше на 45-50%.

Кроме свободного движения газа, колпаковая печь предполагает и механическое управление потоками. Для этого в конструкции устанавливаются задвижки. Они, по мере необходимости, могут задерживать и перенаправлять горячие потоки. «Летняя» задвижка предназначена для теплого времени года, когда печь используется в качестве варочной поверхности для приготовления еды. Открыв летнюю задвижку, поток горячего воздуха устремится вверх по дымоходу, не заходя под второй колпак.

Колпаковая печь для отопления дома

Устройство печи с водяным контуром

Классическая конструкция печи состоит из топки, разделенной колосниками на топливник и зольник, окруженной стенками из кирпича или металла. При сгорании топлива тепло передается в помещения посредством лучистой теплоотдачи от ограждающих поверхностей печи. Применение печей вызвано обычно объективными причинами:

  1. Отсутствие иных видов топлива, кроме дров и угля, а именно природного газа и электричества необходимой мощности;
  2. Относительная дешевизна дров во многих регионах нашей страны;

Основным недостатком теплотехнической схемы является неравномерное распределение тепла по отапливаемым помещениям, а также циклический режим работы теплового агрегата. Кроме того, печи обслуживаются вручную.

Внедрение в конструкцию печи водяного контура во многом улучшает показатели работы отопления. Металлический теплообменник позволяет отбирать часть тепла при сгорании топлива и обеспечивать его транспортировку посредством жидкого теплоносителя – воды или антифриза.

Печи с водяным контуром делятся на 2 вида:

  1. Кирпичные;
  2. Металлические.

Кирпичные печи возводятся самостоятельно или с привлечением специалистов. Металлические печи производятся из стали или чугуна, могут сооружаться самостоятельно, но для этого требуются профессиональные навыки электросварщика. Причем модели промышленного производства обладают лучшими характеристиками по сравнению с самодельными – они выполняются из жаропрочных сталей, тщательно рассчитываются проектировщиками.

Кирпичные печи разогреваются большее количество времени, но и отдают тепло в течение продолжительного промежутка времени. По сути своей кирпичная кладка частично выполняет функции теплоаккумулятора.

Металлические печи нагреваются и остывают с большей скоростью. Чугунные печи выгоднее стальных аналогов в этом плане – чугун аккумулирует значительное количество теплоты.

Теплообменные аппараты для водяных контуров печей выполняются обычно из стали. Теплообменники обладают большим разнообразием форм и размеров, отличаются по месту размещения. По форме это могут быть прямоугольные емкости, соединенные круглыми или профильными трубами, змеевики, регистры и так далее. Толщина стали для их изготовления составляет не менее 3 – 5 мм.

В кирпичных печах теплообменники размещают чаще всего в топках. При этом не рекомендуется размещать аппараты в зонах, непосредственно обтекаемых пламенем, особенно в печах с использованием угля в качестве топлива. Температура в этих зонах достигает крупных значений и срок службы металла значительно сократится. Размещают теплообменники в краевых зонах пламени и по пути движения раскаленных продуктов сгорания.

В металлических печах теплообменники зачастую выполняются в виде водяных «рубашек», опоясывающих топочное пространство камеры сгорания. По сути своей печи с водяным контуром являются аналогом твердотопливного котла.

Теплообменники оборудуются резьбовыми патрубками для присоединения трубопроводов системы отопления. Дымоудаление осуществляется с помощью естественной тяги, то есть требуется сооружение дымовой трубы. Регулирование количества воздуха, подаваемого на горение, производится шибером дымохода и заслонкой на заборе воздуха.

Кроме водяных контуров отопления печи могут оборудоваться дополнительными элементами:

  1. Дверца с огнеупорным стеклом – создается печь-камин;
  2. Бак приготовления горячей воды;
  3. Варочная плита;
  4. Духовой шкаф.

С увеличением числа опций увеличиваются габариты и вес печи, возрастает стоимость. Некоторые модели печей заводского изготовления оснащаются ТЭНами, встраиваемыми в теплообменник (с возможностью снятия и замены). Обычно они не могут полностью покрыть всю тепловую мощность печи и служат дополнительным или резервным источником тепла.

Особенности конструкции

Котельное оборудование данного типа, по сути, является несколько видоизмененным вариантом стандартных котлов — в конструкцию дополнительно входит водяной контур.

Конструкция включает:

  1. топку;
  2. колосник;
  3. зольную камеру;
  4. водяной контур.

Устройство твердотопливного котла

Если одноконтурные модели предназначены только лишь для обогрева помещений, то двухконтурные используются и для отопления здания, и для снабжения его горячей водой.

Загрузка топлива может осуществляться вручную либо автоматически. Второй вариант предполагает наличие в котле резервуара, куда засыпается топливо каждые 3-7 дней. Но модели более дорогостоящие, чем с ручной подкидкой топлива, поэтому менее распространенные.

Схема: работа дровяного котла

К тому же для подачи подходит только топливо, прошедшее специальную подготовку — уголь до 2,5 см либо так званый «эко-горошек». Некоторые модели оборудованы встроенными электротенами, которые запускаются в работу при прекращении подачи топлива — таким образом обеспечивается их непрерывная работа.

Плюсы и минусы различных теплообменников

Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет. Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов. Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.

Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:

  1. При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
  2. Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
  3. Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке. Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
  4. Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.

Разновидности сварных регистров

Экономайзер (слева) и обычный бачок для монтажа на дымоход (справа)

Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов. А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С. Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки. Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.

Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет. И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел. Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.

Железная печка конструкции Бутакова с конвекционным кожухом и водяным контуром на задней стенке топливника

Оригинальная конструкция наружного теплообменника с импровизированным экономайзером продемонстрирована на видео:

Виды устройств

Твердотопливные котлы классифицируются по процессам горения топлива:

  1. Традиционные котлы с водяным контуром. Это энергонезависимый класс оборудования. В них процесс горения протекает снизу вверх, топливо загружают вручную. Оно сгорает в неподвижном слое на колосниковой решетке, воздух поступает в топку естественным путем через отверстия, сгоревшие газы выводятся в атмосферу за счет разряжения, создаваемого высотой дымовой трубы. Горение на одной заправке топлива протекает от 2-х до 6 часов, в зависимости от топочного объема, вида топлива и его калорийности.
  2. Длительного горения. Отличительная черта таких агрегатов — верхняя загрузка топлива. Горение протекает внизу топлива на колосниковой решетке, по мере выгорании, топливо отпускается, что обеспечивает беспрерывный процесс горения на одной закладке в течение суток.
  3. Пиролизные водяные котлы. Самые перспективные и дорогостоящие котлы, оборудованы двумя топочными камерами. В первой происходит тление топлива и образование пиролизного газа, а во второй осуществляется принцип дожига, где высокоэффективный пиролизный газ сгорает, выделяя значительный объем тепловой энергии. Эти котлы с самым высоким КПД и стоимостью. Они также требуют наличие складских помещений для хранения топлива, что нужно учитывать перед тем, как подключить котел.
  4. Универсальный водяной котел отопления — способен функционировать на разных видах топлива от электро до газа, после соответствующей замены горелочного устройства. Тем не менее, расчетный КПД они достигают только при использовании основного вида топлива. На других видах он будет существенно ниже с падением до 10 %. Это связано с тем, что дымовентиляционная система рассчитана на твердое топливо и соответствующие скорости движения дымовых газов, а также возможности теплосъема “водяной рубашки” котла.

Плюсы и минусы котла

Устройство Булерьяна позволяет использовать его для быстрого прогрева и поддержания температуры в помещениях различного типа.

Печь получила широкое распространение благодаря ряду достоинств:

  1. Высокая скорость прогрева помещения. Наличие конвектора, изготовленного из металлических труб, позволяет быстро прогревать воздушные массы. Передача тепла поверхности коллектора осуществляется прямо в топке.
  2. Длительное время горения. Котел Булерьян может работать до 12 часов без дополнительной закладки топлива. Это позволяет экономить дрова и не требует постоянного присутствия человека возле печи в процессе эксплуатации.
  3. Простота установки. Для монтажа изделия не требуется специализированного образования. При необходимости можно быстро демонтировать печь и перевезти её в другое место.
  4. Безопасность. При постоянном перемещении воздушной массы через трубы осуществляется частичное охлаждение их поверхности. Благодаря этому исключается риск получения ожогов при прикосновении к поверхностям Булерьяна.
  5. Простота эксплуатации. Чтобы понять, как топить Булерьян, не требуется особых знаний и навыков.
  6. Возможность модернизации. При необходимости можно изготовить Булерьян с водяным контуром.

Помимо вышеперечисленных преимущества печь имеет и ряд недостатков:

  1. Требования к качеству и типу топлива. Устройство предусматривает использование в качестве топлива дров или стружки. Категорически запрещается закладывать уголь. Высокая температура его горения приведёт к быстрому выходу из строя поверхностей топки.
  2. Образование конденсата. Дрова содержат большое количество влаги. При работе печи она испаряется и оседает на внутренних поверхностях дымохода в виде конденсата.
  3. Большие размеры изделия. Печь длительного горения Булерьян имеет объемную конструкцию. Это требует наличия свободной площади в помещении.

Булерьян отличается мобильностью. Монтаж демонтаж изделия не представляет сложностей. Для установки не требуется наличие специализированного образования. Выполнить работу сможет человек, имеющий минимальные технические знания.

Для пользования печью не требуется специализированные знания и навыки. Котёл отличается простотой в растапливании и обслуживании.

Растопить Булерьян можно следующим образом:

  1. В топку загружают топливо. Сначала используются дрова небольшой толщины. Топливо должно быть сухим, это минимизирует количество образующегося конденсата и позволит быстро разжечь огонь.
  2. Дрова поджигают. Заслонки, регулирующие тягу и количество подаваемого воздуха, полностью открывают.
  3. После того, как в топке образовались раскаленные угли, через дверцу загружают более толстые дрова. Заслонки устанавливаются в нужное положение, обеспечивающее длительное горение.

После всех вышеперечисленных действий Булерьян будет работать в штатном режиме. Частота закладки дров зависит от интенсивности горения топлива.

В момент разжигания устройства, древесина разгорается, прогреваясь сама, она нагревает трубу дымохода, тем самым, как бы «включая» в печке тягу. При горении дров, сразу начинают выделяться летучие газы. Именно эти газы обеспечивают неизменную температуру сгорания дровишек в топке.

При дальнейшем горении происходит газовыделение тяжелых фракций горючих газов. По-хорошему, эти газы должны сгорать в камере дожига. Но на практике из за влажности дров этих газов слишком много и сгореть они не могут, потому что попросту нет воздуха, а без него нет горения. Нужно покупать сухие дровишки – это первый минус.

Если не использовать сухие дрова, то из первого минуса вытекает второй. Поднимаясь вверх по дымоходу, маслянистые фракции газов прилипают к поверхности трубы. В полости трубы капли конденсата, стекают вниз, формируют своеобразные наросты древесной смолы. Которые, не сгорая, застывают и «преграждают» путь поднимающимся вверх уходящим газам, до тех пор пока не перекроют дымоотвод совсем. Значит второй минус — печь часто засоряется.

Принцип работы печи Булерьян

Изделие отличается экономичностью и высокой эффективностью. Принцип действия печи представляет собой нагрев воздушной массы. Для этой цели в боковые стенки топки встроены металлические трубы.

В процессе работы холодный воздух, проходя через них, быстро нагревается. Это позволяет с большой скоростью прогревать помещения различной площади.

Принцип обогрева печи очень прост и виден на фото. Источник фото: fb.ru

Булерьян представляет собой печь длительного горения, работающую на дровах. В зависимости от мощности изделия, одной закладки хватает на время от 6 до 12 часов. В процессе горения дров образуются газы, которые перегорают в камере дожигания. Благодаря такой конструкции Булерьян имеет высокий коэффициент полезного действия.
Закладка дров осуществляется через специальную дверцу Булерьяна, расположенную в передней части печи. Люк для загрузки дров со стеклом и дымоход оборудованы заслонками.

Они необходимы для регулировки количества подачи воздушной массы и отвода продуктов горения. В заслонке, установленной в дымоходе, вырезано специализированное окно. Оно предотвращает попадание угарного газа в помещении даже при полном закрытии заслонки.
Печь оборудована конвектором, изготовленным из металлических труб. Большая площадь их поверхности является боковыми стенками топки. Это позволяет с высокой скоростью прогревать воздушную среду внутри конвектора.

Печь бренеран с водяным контуром

Чтобы отопление частного дома было надежным и качественным, часто используют котлы с водяным контуром. Они обогревают за счет движения в системе горячей воды. Такой прибор представляет собой цилиндрический корпус, который состоит из 2-х уровней. Нижний – это топочная конструкция, ее предназначение – розжиг топлива и регулировка температуры. Верхний уровень котла с водяным контуром – это камера дожигания газов.

Цель агрегата – нагрев воды в большом объеме. Он оборудован специальными приборами, которые распределяют около 10% тепловой энергии на отопление, а остальные проценты на нагрев жидкости, поступающей в систему или накопитель. Таким образом, частные дома обеспечиваются надлежащими температурными условиями.

Котел с водяным контуром необходимо заправлять дистиллированной водой и антифризом. Тогда система будет защищена от замерзания, если в доме не живут постоянно.
Чертежи водяного буллера представлены ниже.

Недостатки печей Булерьян с водяным контуром

Этот агрегат хорошо обогревает дома, поэтому здесь негативные стороны отсутствуют. Единственным неудобством для пользователей может стать необходимость в уборке золы. Чистка является трудоемким процессом, потому что во многих системах отсутствует такое пространство, как зольник.

В процессе эксплуатации нужно убирать остатки обуглившихся кусков топлива. Булерьян имеет округлую форму. Перед установкой нужно тщательно подобрать место. Некоторые пользователи оставляют комментарии, что дымоход имеет свойство засоряться. Но это естественный процесс в работе твердотопливных котлов, которые применяются для отопления.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий