Чертеж печи долгого горения. Самодельные печи длительного горения на дровах. Конструкция и применение

Разработчики печей в своих поисках всегда ставят целью сделать такую модель, которая бы выдавала максимум тепла при минимальных расходах на топливо. Именно о таких печах пойдёт речь ниже.

Для них применяют любые виды твёрдого топлива, в том числе и отходы производства. Они подходят для отопления небольших жилищ и рабочих помещений – подсобок, дачных домиков, складов, теплиц, гаражей и т. д.

Кроме того, современные Кулибины вполне могут соорудить печь длительного горения своими руками. Чертежи одного варианта, опубликованные здесь, помогут в этом.

Прежде всего, посмотрим, почему стоит обратить внимания на печи длительного горения. Их достоинства:

• Долгая работа на единичной закладке топлива (разные модели от 10 до 20 часов).
• Автономная работа – не требует наблюдения человека.
• Небольшие размеры и вес.
• Непривередливость к топливу (уголь, дрова, опилки, щепки, пеллеты).
• Наличие фундамента – не принципиально.
• Можно топить нерегулярно, спокойно переносит периоды простоя и зимнего отсутствия хозяев (если речь идёт о даче).
• Топливо сжигается практически полностью – золы мало, пользы много.
• КПД 85-90%.
• Печка не «дымит». Она вообще выделяет мало дыма.
• Цикличные перепады температуры (жарко, тепло, прохладно) одобряются врачами, как режим, закаливающий организм.
• Есть возможность сделать самостоятельно из обычной бочки.

К плюсам можно также отнести и невысокую стоимость таких печей. Кроме того, если делать её своими руками цена ещё больше снижается.

Недостатков как таковых у печей длительного горения нет. Есть условия, в которых она не очень подходит.

Так, печи длительного горения не могут быть использованы для больших домов. К ним не присоединяют водяной контур, а значит их стезя – отапливать небольшие помещения.

Во Франции печи делятся на: декоративные, до 10 ч. на одной закладке, и свыше 10 ч. на одной закладке. Именно последние называются печами «длительного горения». На родине Вам могут продать печь с показателем 2-4 часа под видом «длительного горения».

Принцип работы и устройство

Конструкции печей длительного горения могут отличаться, но принцип работы у них один – энергия вырабатывается не от открытого пламени, а в процессе пиролиза (под высокой температурой дерево тлеет и выделяется очень горячий газ, в составе которого метан, угарный газ, водород и другие компоненты).

Устройство печи длительного горения

Медленное и эффективное горение происходит за счёт дозирования воздуха при помощи регулятора. Когда топливо хорошо разгорается (примерно через 20 минут), отверстие перекрывают, и доступ кислорода сводится к минимуму. Дрова тлеют и практически полностью превращаются в газ.

В свою очередь топочные газы собираются в камере розжига, и при их догорании выделяется много тепла.

Не пытайтесь повысить эффективность обычной печи, переведя её в режим тления. Хорошо, если газы просто уйдут в дымоход. В худшем случае они проникнут в помещение через негерметичные дверцы.

Сборка печи своими руками

Для начала определитесь с помещением, где будет изготавливаться самодельный котел длительного горения.

Требования к месту работ:

• доступ к электричеству;
• достаточно свободного пространства;
• хорошая звукоизоляция, либо удалённость от людей, которым может помешать шум;
• защищенность от осадков, возможность убрать заготовки на хранение.

Отопительная печь, изготовленная своими руками

Теперь материалы и инструменты для котла на дровах длительного горения своими руками. Главный элемент, или основа, из которой будет изготовлена печь – это 200-литровая бочка (стальная или чугунная). Она не должна иметь повреждений и ржавчины. Если подходящей нет, можно использовать:

• отрезок толстостенной трубы;
• листовую сталь;
• старый газовый баллон;
• большой огнетушитель.

Главный критерий – толщина стенок. От неё будет зависеть срок службы печи.

Металлическая печь на опилках длительного горения – чертеж

Другие материалы:

• если основа круглая, нужен материал для ножек (арматура, обрезки небольшой трубы, швеллер и т. д.);
• 5 мм сталь (2 круга примерно такого же диаметра, как бочка);
• швеллер;
• готовая дверца, или сделанная своими руками;
• 100 мм. труба по длине чуть выше бочки (примерно на 15 см.);
• 150 мм. труба для дымохода (около 5 метров длиной).

Инструменты для проведения работ по изготовлению печи:

• болгарка или автоген;
• электросварка;
• топор и молоток;
• измерители (рулетка, отвес, уровень).

Практическая часть

Изготовление дровяной печи длительного горения своими руками по шагам:

1. У ёмкости не должно быть верха. Если это баллон – отрезаем верхушку болгаркой или автогеном. Если вы используете баллон из-под газа, прежде чем его пилить, нужно открутить вентиль, заполнить его водой и распиливать, не сливая воды. Срез должен быть точным (деталь нам ещё понадобится).
2. Если применяется лист стали, согните его и приварите дно не менее 5мм толщиной. При этом квадратная форма предпочтительнее из-за устойчивости. Если же дно круглое, к нему нужно приварить 4 ножки.
3. Изготовление прижимного круга. Вырезаем из стали круг, который по диаметру будет чуть меньше бочки. Посередине круга вырезаем отверстие для трубы (10 см.). Привариваем трубу. Круг должен спокойно проходить в бочку, а труба при этом выступать над её верхом примерно на 15 см.
4. На другой стороне круга привариваем швеллер в форме креста. В дальнейшем он будет придавливать топливо.
5. Крышка печи. Это либо отрезанный ранее верх, либо ещё один круг из стали. В крышке делается отверстие, куда вставится труба от прижимного круга. Важно, чтобы труба проходила в отверстие свободно (опускаться под своим весом), но без больших зазоров.
6. Внизу бочки делается небольшое отверстие, через которое в будущем будет удобно выгребать золу. К ней приваривается дверца (покупная или самодельная).
7. В верхней части корпуса прорезается отверстие 150 мм и приваривается труба для дымохода. Длина отрезка должна быть больше поперечного размера самой печи.

Индукционные печи используются не только для плавки металла, но и для обогрева помещения. – принцип действия и использование для обогрева, особенности эксплуатации.

Пошаговую инструкцию по изготовлению печи для бани вы найдете .

Камин в доме создает уют и хорошее настроение. Но такая печь чаще всего используется для декора и стоит недешево. Здесь все о том, как собрать печь камин самостоятельно.

Как топить

Снимается крышка, вынимается прижимной круг с трубой. На дно печи загружается топливо (максимальная высота – до отверстия дымоотводной трубы). Дрова или другое топливо нужно сложить как можно плотнее. Поверх дров кладутся мелкие веточки, на них – тряпка, вымоченная в керосине или бумага.

Сверху устанавливается прижимной круг, закрывается крышка.

Когда печь разгорится, закрывают заслонку, подводящую воздух, и оставляют на много часов.

Печь длительного горения разжигают не спичками (они погаснут, пока летят по трубе прижимного круга), вместо этого в трубу кидают горящую тряпку, или бумагу.

Технические нюансы

• Печь не должна стоять близко к стенам, предметам и т. д. Пусть вокруг неё останется достаточно пространства.
• Печь сильно нагревается – не держите рядом с ней легковоспламеняющиеся материалы, топливо, всё, что может загореться, рассохнуться или расплавиться.
• Делая дымоход, продумайте, как в будущем её чистить. Лучший вариант – сделать его разборным.
• Если дымоходная труба будет сборная, элементы монтируйте так, чтобы стыки располагались в обратном направлении по отношению к движущимся газам.

Вычищая золу, каждый раз часть её оставляйте. Если горение будет проходить на зольной подушке, дно печи дольше не прогорит.

Несколько слов о дымоходе и отражателе

Для дымохода печи длительного горения подойдёт труба 150 мм в диаметре и 5 м. длиной.

Если взять трубу меньшего диаметра – она не будет справляться, если большего – тяга будет избыточной, а у печи снизится КПД.

Для регулирования тяги трубу снабжают задвижкой.

На дымовой трубе снизу делают дверцу для чистки. В любой трубе неизбежно скапливается конденсат, а в печах длительного горения особенно, ведь газы, отдав всё тепло, на выходе становятся совсем холодными.

По этой же причине трубы дымохода нужно хорошо утеплять. Отлично подойдёт технология «сэндвич» – это две трубы одна в одной и слоем теплоизоляции между ними.

Лучше, если в дымоходе будет минимум колен и стыков. В местах, где трубы проходят сквозь кровлю, потолок или стены, обязательно нужно делать изоляцию.

На самом верху трубы делают дефлектор (или дымник) для защиты от попадания в трубу снега, дождя и задувания ветра.

Самодельная печь длительного горения

Если печь установлена в кочегарке, то никакой отражатель ей не нужен, но если она находится в комнате, которую обогревает, то кирпичная кладка вокруг неё может выполнить две функции:

1. Стать защитным экраном для стен и предметов.
2. Стать аккумулятором тепла.

Тело печи металлическое, а значит, оно быстро нагревается и быстро охлаждается (сразу, как закончится процесс горения в топке). Кирпичный экран, выложенный с трёх сторон от печи, накапливает тепло и будет его дольше отдавать. Роль отражателя может также выполнять профлист или гладкий лист металла.

О топливе

Лучший вариант топлива для печи длительного горения – это сухие полешки. Однако, часто печи для того и делают, чтобы сэкономить на добротном топливе и использовать что есть под рукой.

Пеллеты, произведённые сухим прессованием, могут быть из чего угодно:

• шишек;
• щепы;
• опилок;
• ореховых скорлупок;
• соломы;
• коры;
• шкурок семечек;
• шелухи от чеснока и лука;
• цитрусовых корок.

Уголь может давать очень высокие температуры. Его можно использовать, только если печь Вы делали из очень толстых материалов, иначе она быстро прогорит.

Для небольшого домика или гаража печь длительного горения может стать отличным решением. Имея некоторые навыки сварочных работ её можно сделать за один-два дня. Это поможет заметно сэкономить средства.

Компактные печи, которые можно перемещать, очень удобны в некоторых ситуациях. Например, если вы часто перемещаетесь или у вас небольшое помещение, которое нужно отапливать. , разновидности, а также пошаговая инструкция по сборке.

Об организации отопления альтернативными способами читайте в

В принципе, своими руками такую печь сделать мужчине не так уж сложно. Подскажите, а в плане функциональности насколько она хороша по сравнению со среднестатистическим котлом?

Печь медленного горения практичная штука так как опустошает запасы топлива не так быстро как обычные. Но в летнее время их важность переоценена. В прочем это зависит от того любите ли вы свежие дрова)

Твердое топливо в качестве основного источника тепла не сдает свои позиции уже много десятков лет. И даже сегодня с учетом электрической и газовой альтернативы, по-прежнему очень популярны котлы на твердом топливе, особенно если речь идет о длительном горении.

Такое оборудование может работать на разных видах, начиная с опилок и заканчивая углем. В зависимости от региона и стоимости топлива отдается предпочтение тому или иному виду. Безусловно, природный газ является самым недорогим способом отопления, но он проведен не во все районы и регионы. Электричество - самый дорогой источник тепла, хотя и повсеместный. А если мы говорим о печи длительного горения своими руками, то получится сэкономить не только на эксплуатации, но и на изготовлении. Такую печь можно сделать собственноручно, если разбираться в схемах и чертежах и уметь работать с металлом.

Почему котлы и печи экономнее в эксплуатации

Для того, чтобы разобраться в этом, пойдем методом от противного и сравним с обычными печами.

Какие недостатки у стандартной печи:

• крайне низкий КПД, который в лучшем случае составляет 80%;
• необходимость постоянного контроля прогорания топлива - время закладки составляет 2-4 часа в зависимости от объема топки;
• отсутствие возможности автоматизировать горение.

В печи длительного горения эти недостатки устранены, в результате чего она стала оптимизированным аналогом традиционной печки.

Здесь процесс горения заменен на тление - за счет ограниченного количества кислорода дрова в топке не горят, а фактически тлеют, выделяя одновременно пиролизный газ. В свою очередь тот сгорает в отдельной камере, за счет чего повышается на 12-15% коэффициент полезного действия агрегата. В итоге время прогорания одной закладки дров увеличивает до 8-10 часов.

Схема печи

Что касается автоматизации процесса, это успешно реализовано в пеллетных печах, где в качестве топлива используются пеллеты.

Для справки! Пеллеты - прессованные опилки, пыль, труха, щепа и прочие мелкофракционные отходы деревообрабатывающей промышленности, обработанные природными смолами.

Такая печь представлена совместно с бункером под пеллеты. Когда часть топлива прогорает, происходит автоматическое наполнение топки дополнительным объемом. Без участия человека подобная печь длительного горения может работать несколько дней.

Процесс изготовления

Начинать изготовление печи лучше с поиска подходящего помещения. Работа с металлом в принципе очень пыльная, а если учесть, что все это надо будет варить и пилить - лучше воспользоваться подсобным помещением, где есть электропроводка на 220 В.

Технические нюансы при возведении печи на видео:

Необходимые материалы и инструменты

• металлическая емкость минимальным объемом от 200 литров (идеально для этой цели подойдет б/у газовый баллон);
• 2 отрезка трубы ∅10 см;
• швеллер;
• огнеупорный кирпич для кладки (55 шт.);
• отрезок листа 60-80 см по диагонали;
• готовая смесь или цементный раствор для кладки;
• набор инструментов для работы с металлом;
• электродуговая сварка и электроды;
• монтажный уровень;
• отвесы.

В качестве основы можно использовать любую металлическую емкость с толщиной стенки не менее 4 мм. Подойдет даже огнетушитель, но такую печь целесообразно устанавливать лишь в небольших помещениях.

Процесс изготовления

Изначально необходимо подготовить корпус печи. Для этого, повторимся, можно использовать любую емкость из стали, чугуна, нержавейки с толщиной стенки 4-5 мм. Чаще всего под основу берут использованный газовый баллон, который обязательно необходимо вымыть и загрунтовать, чтобы ликвидировать запах и остатки газа.

Если подходящей емкости нет, ее можно сварить из листа стали толщиной 5-6 мм диаметром не менее 40-50 см. К цилиндру приваривается сваркой днище. Крышка готовится отдельно. Можно сделать будущую печку прямоугольной или квадратной - форма не имеет значения, важно, чтобы сварные швы были герметичными.

У баллона или огнетушителя необходимо будет срезать крышу. Баллон от искр может создать подобие детонации. Предварительно наполните его до краев водой и приступайте к резке.

Если емкость будете варить из листа, лучше сделать днище не из круга по диаметру цилиндра, а из прямоугольника - у вас сразу получится устойчивое основание.

Отдельно из листа вырезаете еще один круг с диаметром на сантиметр-два меньше диаметра бочки, и в нем же вырезаете круг ∅10 см под трубу. Сваркой привариваете трубу к отверстию.

По краям стального круга из швеллера привариваете ножки, которые будут одновременно придерживать основание и проталкивать топливо в период его горения.

Длина отрезка трубы должна быть минимальной на 15 см больше, чем высота всей конструкции с тем, чтобы по окончании горения труба была на уровень выше края бочки.

Из верхней части баллона (огнетушителя) или отдельно из листа вырезаете круг под будущую крышку. По краям целесообразно приварить подобие «юбки», чтобы крышка прилегала максимально плотно.

В крышке вырезаете отверстие ∅10 см под еще одну трубу.

На самом корпусе бочки вырезаете два отверстия - под топку и под зольник. К каждому из них на петли сажаете дверцу, а к ней привариваете из уголка или швеллера ручку. Оба отверстия между собой соединены колосниковой решеткой, на которую будет укладываться топливо.

Пример прямоугольной печи длительного горения

Устройство фундамента

Общая масса печи не большая, даже с учетом обкладки из огнеупорного кирпича. Тем не менее, фундамент под нее должен быть крепким и устойчивым.

Не стоит делать даже небольшое заглубление под фундамент, достаточно залитой бетоном абсолютно ровной площадки.

В качестве основания могут быть использованы кирпичи, из которых выкладывается пятно печи, керамическая плитка, цементный пол и т.д. Принципиально только одно - идеальная прямолинейность, проверять которую следует при помощи монтажного уровня.

Дымоход

Это обязательный элемент абсолютно любой печи, работающей на твердом топливе. В качестве дымохода для самодельной конструкции послужит труба диаметром 10-15 см, приваренная сверху с небольшим отклонением.

Длина прямого отрезка дымохода должна быть не менее диаметра всей печи, чтобы продукты сгорания выводились беспрепятственно. Не допускается при обустройстве дымоходной трубы углы более 450, большое количество колен до выхода из помещения и минимальная длина. Оптимально, когда до выхода дымоходная труба абсолютно прямая. К слову, для облегчения чистки ее следует делать из двух частей.

Единственное исключение касается печи ракеты, дымоход в этом случае используется как дополнительный источник тепла и проходит или под полом или под лежаком.

Отражатель

Это металлический или фольгированный лист, закрепленный на стене позади печи. Основная задача такого элемента - отражение тепла от стены и исключение возгорания. В качестве дополнительного бонуса отражателя - повышение температуры в помещении за счет возврата тепла от стены и перераспределения тепловых потоков.

Финальная сборка конструкции

Готовый корпус

Декоративное оформление

Обкладка кирпичом - сугубо личное дело, которое зависит только от эстетического вкуса. На КПД печи наличие кирпичной оболочки большого влияния не оказывает. По некоторым данным увеличивается время прогорания одной закладки дров за счет уменьшения потерь тепла, хотя такой эффект весьма сомнителен. Чистого эксперимента с использованием одного типа печей и вида топлива, где в одном случае есть кирпичная оболочка, а во втором нет, пока не проводилось.

Обкладывать печь кирпичом или нет - по желанию. Выбирайте, стоит ли выполнять дополнительные работы, если, например, такая печь находится в подсобном помещении или отдельной котельной.

Принцип печи длительного горения на твердом топливе (дровах, опилках, щепе или пеллетах) одинаков во всех случаях - ли стоит такой агрегат или отапливает загородный дом. Процесс пиролиза, происходящий при минимальном доступе воздуха, значительно увеличивает КПД котла и время прогорания.

Перед тем, как сооружать печь своими руками, обратите внимание на следующие нюансы:

• отдельные участки дымохода собираются в направлении против движения газов;
• вокруг печи должно быть как минимум метр свободного места, чтобы не создавать угрозу ни здоровью, ни имуществу;
• устанавливайте печь на небольшой постамент. Чтобы ее можно было аккуратно снять и разъединить дымоходную трубу - в этом случае чистка не будет создавать никаких хлопот.

Как сделать обычную бубафоню (печь длительного горения) с водяной рубашкой - видео:

Самая простая печь — буржуйка.

Твердотопливные котлы и печи пиролизного типа могут выступить прекрасным источником тепла, давая полную энергонезависимость многоквартирному или частному дому. Вышеуказанные приборы устанавливаются в качестве дополнительного нагревательного элемента, помогая людям экономить деньги. Ведь все знают о теплопотерях централизованного отопительного контура, за которые приходится платить потребителю. Многие, используя профессиональный чертеж печи длительного горения, пытаются соорудить оборудование самостоятельно. Насколько полученный результат оправдает надежды своего создателя? Целесообразно ли вообще выполнять пиролизные печи своими руками?

Суть пиролизных печей

Прочитать правильно чертеж печи длительного горения и на его основе сделать качественное нагревательное оборудование можно, если понять всю суть процессов, которые протекают при пиролизном разложении топлива. Он отдаленно напоминает крекинг нефти, но выполняется с твердым топливом в несколько другом диапазоне температур.

Пиролиз твердого топлива проходит при температуре 450°C и в условиях недостатка кислорода. В результате получается газ, состоящий из фракций древесины. Его температура воспламенения значительно выше, по сравнению с энергией, которая выделяется при сжигании твердого топлива. Это и обуславливает высокий КПД отопительного оборудования (80-85%).

Этапы преобразования энергоносителя.

Принцип работы печи длительного горения основывается на следующих стадиях пиролиза твердого топлива:

• просушка энергоносителя;
• непосредственно пиролиз;
• горение легкой, летучей фракции и параллельная карбонизация горючего;
• разложение тяжелых фракций до летучего состояния;
• реакция восстановления при температуре +400°C.

В результате последней реакции получаются чистый водород, угарный газ. Именно в результате их окисления выделяется большое количество тепла. Однако устройство печи длительного горения должно быть организовано таким образом, чтобы температура в ней не опускалась ниже +250°C. В противном случае угарный газ и водород не окислятся, а уйдут наружу, так и не отдав свою часть тепла.

Схема работы печи . Независимо от типа, формы и размеров оборудования, во всех случаях принцип работы печи длительного горения по своей сути схож. Эксплуатация прибора начинается с загрузки топлива.

Для вышеуказанного оборудования используется только древесина. Уголь и кокс в результате высокой температуры горения приводит к чрезмерно скорому выгоранию вторичного воздуха. Печь просто задыхается. Горение в ней прекращается.

Конструкция печи в дожигом пиролизных газов.

В нижнюю часть камеры подается первичный воздух, дрова поджигаются. В печи происходит обычная реакция горения до тех пор, пока температура в камере не поднимется до нужных +400°C. Тогда первичный воздух перекрывается. В камере начинается крекинг древесины. Полученные в результате газы поднимаются в верхнюю часть камеры. Туда же подается вторичный воздух, в среде которого происходит дожиг сублимированных продуктов. В результате получается большое количество тепловой энергии. Задача печи – максимально эффективно и с наименьшими потерями передать тепло либо окружающему воздуху в помещении, либо водяной рубахе.

От характера отвода тепловой энергии зависит устройство печи длительного горения. Так, ее корпус может оснащаться экраном. Он предотвращает возгорание близ находящихся предметов и улучшает теплообмен. В некоторых случаях экран заменяется водяной обвязкой, которая подсоединяется к . В данной ситуации нужно учитывать, что при контакте с холодной водой корпус печи будет быстро остывать. Это отрицательно скажется на пиролизе внутри. Именно потому либо увеличивают производительность нагревательного элемента (что очень затруднительно), либо рубаху размещают на некотором расстоянии от корпуса.

Делаем печь для гаража или дачи

Практичная печь длительного горения на опилках для гаража или дачи.

Самодельное нагревательное оборудование идеально подойдет для нежилых зданий или домов, которые посещаются людьми от случая к случаю. В данной ситуации речь идет о немалой выгоде. Во-первых, не нужно тратиться на дорогостоящие материалы и изготовить прибор из подручных материалов. Во-вторых, не нужно уделять большое внимание дизайну изделия, а сконцентрироваться на его производительности. В основе любой работы лежит чертеж и схема печи длительного горения от профессионалов.

Необходимые материалы:

• металлическая бочка (до 200 литров) или металлическая труба (диаметр до 600 мм);
• лист стали;
• швеллера;
• труба, диаметром до 200 мм и длиной до 2,5 м;
• труба, диаметром до 100 мм;
• сварка;
• автоген;
• ножовка по металлу;
• строительный уровень.

Бочка или труба – это корпус нагревательного элемента. В случае с трубой, к ее нижней части приваривается дно. Оно вырезается из листа металла. Вторым этапом будет организация дымооборота. От также делается из листа металла. Его диаметр должен быть несколько меньше, чем диаметр выбранной бочки или трубы. К полученному металлическому «блину» приваривается швеллер. Он увеличит массу дымооборота, в результате чего он будет опускаться вниз по мере прогорания энергоносителя. К металлическому диску приваривается труба. Ее длина должна быть больше, чем высота корпуса печи.

Самодельная печь из бочки, так называемая «Бубафоня».

Далее, вверху и внизу боковой части бочки вырезаются отверстия, диаметр которых приравнивается диаметру трубы-дымохода. Трубы и корпус соединяются. Трубы должны быть достаточной длины. Это позволит вывести их наружу здания для забора первичного и вторичного воздуха. На дымоходах устанавливаются заслонки. Крышкой печи служил круглый лист металла.

Подобные конструкции печей длительного горения не отличаются эстетичностью. Однако здесь есть существенные преимущества. Это низкая себестоимость, простота в управлении работой. В случае поломки можно организовать новый нагревательный элемент из подручных средств, не тратя деньги на ремонт старого.

Недостатки печей длительного горения:

• низкий КПД (до 70%);
• необходимость в постоянном контроле;
• недолговечность.

Следовательно, вышеописанный нагревательный элемент не может использоваться для жилых помещений. Для обогрева частного дома специалистами приводится схема печи длительного горения по типу буржуйки с водяным контуром.

Современные буржуйки с водяным контуром

Традиционная печка буржуйка рассчитана на обогрев одного помещения за счет конвекции теплового воздуха и, частично, в результате генерации ИК-излучения. В ее основе также лежит пиролиз древесины. Но, в отличие от твердотопливного котла, топка буржуйки не разделяется на две части. Как результат при неправильной организации системы топка-дымоход, пиролизные газы быстро покидают зону горения и выходят наружу, так и не отдав свое тепло. Именно потому, выполняя все работы своими руками, нужно уделять должное внимание:

• объему камеры горения;
• диаметру дымоходной трубы;
• контролю температуры в топке.

Так, например, объем топки составляет 40 л. В таком случае дымоход выполняется диаметром до 106 мм. Подобное соотношение позволит задержать пиролизные газы в верхней части печки и газ успеет сгореть. С другой стороны, дымоход подобного диаметра достаточно быстро выведет наружу продукты горения и предупредит задымление комнаты.

Второй нюанс изготовления печи – это колосниковая решетка. Чтобы в нагревательном элементе проходил пиролиз, колосниковую решетку удаляют. Таким образом, исключается искусственный надув кислорода в топку. Тлеющая масса самостоятельно будет втягивать в себя нужное количество воздуха через поддувало. Его делают округлой формы.

Конструкция печки-буржуйки.

Третий нюанс: для спешной работы нагревательного оборудования необходимо следить за температурой внутри его топки. Легче всего это делать, наблюдая за температурой отходящих газов. Если она упадет до +100°C, это указывает на нарушение процесса пиролиза. В таком случае в дымоходе выпадет конденсат. Он превращается в твердую массу, что затрудняет процесс чистки.

Как устроена печь длительного горения с водяным контуром по типу буржуйки? От традиционной модели ее отличает Г-образный патрубок, который приваривается к поддувалу. Он выполняет функцию воздуховода. Для этого в нижней его части выполняются мелкие (диаметром до 8 мм), радиальные отверстия. Они прикрываются винтовой пробкой. Навинчивая или отвинчивая последнюю, нетрудно регулировать подачу газа в топку, следовательно, регулируется и интенсивность горения.

Чертеж печи длительного горения с водяным контуром предусматривает наличие водяной рубахи для системы отопления дома. Она монтируется вместо теплового экрана и представляет собой прямоугольную емкость с водой.

Водяную рубаху нельзя размещать вплотную к корпусу печки. Это приведет к быстрому остыванию топки, что отрицательно скажется на процессе пиролиза внутри.

Как работает печь длительного горения, указанная на рисунке:

• для начала происходит закладка дров;
• Г-образный воздуховод полностью открывается, топливо поджигается;
• как только температура корпуса буржуйки достигнет нужного предела, об этом судят по ее красному цвету, отверстия воздуховода закрываются.

Таким образом, ограничивается подача воздуха. В топке начинается процесс пиролиза. Тепло от стен буржуйки передается водяной рубахе и далее системе отопления дома. Полезно знать: « «.

Специалисты указывают на минусы печей длительного горения подобного типа – про это малая мощность. Здесь нецелесообразно увеличивать объем топочной камеры, так как нарушится закон квадрат-куба. Устройство на вышеописанной схеме подойдет для обогрева помещения, площадью до 25 м. кв. Также запрещается брать воду из контура для хозяйственных нужд.

Кирпичные печи и пиролиз

Кирпичные печи до сих пор пользуются спросом, хотя их пик популярности давно канул в лету.

Принцип работы кирпичной печи основывается на противодействии горящего топлива и футеровки. В самом начале реакции пиролиза горят легкие летучие газы. Их тепло поглощается футеровкой через дымоход. Таким образом, в топке и печке температура поднимается до достаточно высокого уровня. Это обеспечивает крекинг более тяжелых, летучих компонентов и карбонизацию древесины. Разогретая футеровка выступает своеобразным, тепловым буфером. При недостатке тепла она его выделяет, при избытке – забирает.

В кирпичную печь пиролизного типа новое топливо закладывается постепенно. Нельзя использовать энергоноситель с высокой теплоемкостью. В противном случае топка «задохнется», что отрицательно скажется на КПД оборудования. Он упадет до 70%. Возможны также варианты с аварией, если футеровка не справится с сильными скачками температуры.

Какую печь выбрать?

Сегодня можно найти чертежи и схемы печи длительного горения самой разнообразной конструкции, размера и производительности. Однако насколько эффективным будет выбранное оборудование, сделанное в домашних условиях, и где его можно использовать? Специалисты на данный вопрос отвечают следующее: для нежилых помещений прекрасно подойдет самодельная пиролизная печь из подручных материалов. Однако она будет маломощной и недолговечной.

Для жилых помещений важна не только эстетика, но и производительность. В этом случае нужно обратить внимание на буржуйку в современной модификации. Ее измененный воздуховод и водяная рубаха позволят обогреть помещение до 25 м. кв площадью. Чтобы увеличить производительность и обогреть дом большей площади, размер печи длительного горения нельзя увеличивать. Для решения данной задачи останавливают свой выбор на кирпичных пиролизных агрегатах. Тематическое видео о том, как сделать буржуйку своими руками:

Перед владельцами частных домов часто встаёт вопрос об эффективном и продолжительном обогреве помещений при малых затратах на топливо. Чтобы совместить все эти критерии в одной печи, потребуется приобрести дорогостоящее отопительное оборудование. Как же быть, если необходим такой источник тепла, а финансов недостаточно? Из этой ситуации есть выход: можно самостоятельно сделать печь длительного горения. Всё, что потребуется - это подручный материал, навыки работы со сварочным аппаратом или опыт работы каменщиком.

Что представляет собой печь длительного горения, где она используется, её достоинства и недостатки

Таблица: достоинства и недостатки печей длительного горения

Виды печей длительного горения и их выбор для самостоятельного изготовления

Эти печи обычно изготавливаются из кирпичей, металла или камня. Могут иметь круглую, цилиндрическую, квадратную либо неправильную форму. В зависимости от своей конструкции и способа сжигания топлива печи длительного горения различаются по видам.

Классическая печь долгого горения

Конструкция, в которой распространение пламени происходит снизу вверх, проталкивая горящие газы через слои топочного материала, является классической. Этот вид печей оборудуется теплообменником и камерой дожига, в которую осуществляется подача дополнительной порции воздуха. Яркими представителями этого вида являются печи длительного горения: булерьян (бренеран), печь Бутакова, а также изменённые конструкции с разными теплообменниками.

В печах Булерьян роль теплообменника выплняют изогнутые трубы, расположенные внутри корпуса печи

Шахтная печь долгого горения

Другим видом таких сооружений является шахтная печь. В этой конструкции зона горения смещена к колосниковой части. Продукты сжигания топлива выведены через соседний отсек, в котором они догорают, создавая теплообмен. Этот вид лучше всего возводить из кирпича, что подтверждено на протяжении многих веков.

В печах шахтного типа зона горения находится непосредственно над колосниковой решёткой

Подовая печь

Это конструкция с верхним горением, в которой поджигается верхняя часть топочного материала, а направление огня осуществляется в противоположную сторону. Такой прибор требует подачи кислорода под сгоревший слой, поэтому печь должна содержать специальные каналы доставки воздуха. Простота конструкции в сочетании с эффективностью и функциональностью способствовала созданию множества вариантов, которые можно изготовить своими руками. При этом материалом для её изготовления послужат использованные ёмкости цилиндрической формы. Ярким примером такого вида отопительных агрегатов является печь под названием «бубафоня».

В качестве корпуса для самодельной печи можно использовать старый газовый баллон

Газогенерирующие печи

Газогенерирующие печи или сооружения с дополнительным сжиганием пиролизных газов. В такой конструкции топочный материал сгорает под воздействием двух факторов: высокой температуры и малого количества кислорода. Это приводит к выделению горючих газов, которые догорают в дополнительной камере. Конструкции такого вида печей являются наиболее сложными в изготовлении, однако их эффективность и удобство эксплуатации превосходят предыдущие варианты.

Пиролизные газы догорают в дополнительной камере над топливником

Конструкция печи, её особенности и принцип действия

Прежде чем приступать к самостоятельному изготовлению печи, необходимо тщательно изучить все характеристики устройства.

Если предполагается сделать агрегат для обогрева большого помещения, то печь должна обладать высокой производительностью тепла. Например, для дома или помещения площадью 150 м² следует выбирать печь, рассчитанную на обогрев до 200 м². Этот «запас» мощности необходим для полной уверенности в том, что каждый уголок дома будет в тепле.

Нужно учитывать и то, что не каждое помещение примыкает к источнику тепла, поэтому для его обогрева потребуется больше времени и мощности отопительного устройства.

Если рассчитано обогреть помещение площадью 30–50 м², то печь можно изготовить без указанного «запаса». В таком небольшом помещении утечка тепла будет минимальной, поэтому агрегата с небольшой мощностью достаточно. Автоматическая заправка топлива позволит значительно упростить её обслуживание. При изготовлении такой печи на её корпусе можно предусмотреть варочные панели для приготовления еды. Если печь будет не только источником тепла, но и предметом интерьера, то в её корпусе можно сделать окна из огнеупорного стекла.

Особенности конструкции печей длительного горения

Отопительные приборы длительного горения имеют конструктивные особенности, отличающие их от других печей:

• топочная камера имеет объём для загрузки большого количества горючего материала;
• корпус печей длительного горения оборудуется большой дверцей;
• топочный отсек в корпусе печи разделён на две камеры; одна камера предназначена для тления горючего материала, вторая - для сгорания газа;
• конструкция такой печи предусматривает наличие специального отбойника, который препятствует попаданию пламени в дымоход;
• этот элемент каркаса печи изготавливается из металлической пластины, которую приваривают в верхней части топочного отсека.

Различия обычной и пиролизной печи

Чтобы понять принцип действия печи длительного горения, нужно сравнить его с работой обычной печи.

Работа обычной печи заключается в нагреве её поверхности и отдаче тепла в помещение. Розжиг топочного материала осуществляется снизу, отчего пламя распространяется по сторонам, направляясь вверх. Это происходит из-за доступа большого количества воздуха в топочную камеру. Топливо в такой печи сгорает быстро, из-за чего температура воздуха в помещении нестабильна - она, то опускается, то поднимается.

Принцип работы печи длительного горения другой. Дрова поджигаются сверху, а огонь распространяется вниз, при этом подача воздуха осуществляется только на место горения. В результате материал тлеет, равномерно выделяя тепло на протяжении долгого времени. Помимо топочного материала выделяется пиролизный газ, который тоже служит в качестве горючего, дополнительно создавая тепло.

В обычной печи топливо сгорает быстро, в пиролизной - медленно тлеет

Для изготовления печей можно использовать практически любые подручные средства. В нашей следующей статье вы узнаете, как можно сделать буржуйку длительного горения из бочки: .

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления печи длительного горения потребуются следующие материалы:

• металлическая бочка из-под ГСМ ёмкостью 200 литров; в качестве альтернативного материала можно использовать стальную трубу соответствующего чертежу диаметра либо пустой газовый баллон ёмкостью от 50 до 100 л; также можно использовать листовую сталь толщиной от 3 мм;
• для изготовления канала подачи воздуха потребуется труба диаметром не менее 50 мм;
• для дымохода необходим отрезок трубы диаметром 100 мм;
• стальной швеллер или отрезок уголка с шириной полки в 55–65 мм;
• для распределителя воздуха потребуется металлический лист не менее 3–5 мм, диаметром немного больше окружности корпуса;
• для изготовления крышки потребуется стальной лист толщиной не менее 3–5 мм;
• металлические петли для дверцы;
• если корпус печи будет оборудоваться водяным контуром, то потребуются листовая сталь и два резьбовых патрубка.

Инструментами, без которых не обойтись при изготовлении такой печи, являются:

• сварочный аппарат, электроды;
• болгарка;
• напильник;
• электродрель;
• свёрла по металлу различного диаметра (в том числе корончатые);
• молоток;
• наковальня либо другая устойчивая твёрдая поверхность;
• измерительная рулетка;
• строительный уровень;
• карандаш.

Расчёт основных параметров

Печь длительного горения на твёрдом топливе можно изготовить из подручных материалов, таких как: использованный газовый баллон, отрезок большой стальной трубы или металлической бочки. Следует подбирать материал с толщиной стенок не менее 5 мм. Это обусловлено тем, что меньшая толщина корпуса через некоторое время прогорит.

Вариант печи «бубафоня» с водяной рубашкой

Размер печи

При отсутствии каких-либо чертежей и схем для изготовления печи можно самому сделать все необходимые расчёты.

расчёт параметрв печи «бубафоня»

В этом случае вернее будет говорить о её диаметре - D и высоте - H. Эти величины должны быть пропорциональны друг другу, где соотношение в пределах от 1:3 до 1:5 считается оптимальным. Высоту печи обычно делают не менее 100 см, так как этот параметр напрямую связан с длительностью работы агрегата. Однако изготавливать слишком высокую конструкцию не стоит, так как её неудобно будет загружать дровами. Также это может негативно сказаться на силе тяги. Она может снизиться настолько, что поддерживаемое пламя внутри топочной камеры потухнет.

Как показали многочисленные теплотехнические исследования, не стоит делать печь с маленьким диаметром. Из этого узкого агрегата воздух попросту вытянется в дымоходную трубу, отчего мощность печи существенно снизится.

Если изготовить каркас печи слишком широким, то равномерного горения топлива около внутренних стен камеры и в середине очага не будет. В этом случае выгорит только центральная часть топочного материала. Металлический круг поршня просядет и закупорит очаг, в результате чего пламя потухнет. Оптимальный диаметр такой конструкции составляет от 300 до 900 мм.

Толщина используемого материала

Этот критерий необходимо учитывать, так как тонкие стенки корпуса через некоторое время прогорят. В связи с этим необходимо подбирать материал с толщиной не менее 5 мм. Это особенно важно, если планируется оборудовать каркас водяной рубашкой, превратив его в котёл. На изображении толщина стенки обозначена условным знаком Δ.

Если использовать материал с толщиной стенок до 4–5 мм, то это чревато тем, что печь будет терять свою мощность. Из-за тонких стен корпуса упадёт температура над блином поршня. В результате снизится догорание пиролизных газов, а следовательно, уменьшится выделяемое тепло.

Однако для обогрева небольших помещений, таких как гараж, сарай или маленькая мастерская, толщина такого материала вполне приемлема.

Параметры металлического блина

Для эффективной работы печи важен не только диаметр круглой пластины на поршне, но и его толщина. Ведь металлический блин является перегородкой и одновременно нагревающей поверхностью для воспламенения пиролизных газов.

При изготовлении металлического блина следует придерживаться оптимального размера. Расстояние от его внешнего края до внутренней стенки печи должно составлять 5%. На изображении этот зазор обозначен в виде формулы С=5%D.

Диаметр металлического блина должен быть чуть меньше внутреннего диаметра корпуса печи

Параметры выходного патрубка

На изображении диаметр трубы для дымохода обозначен буквой S. Её диаметр рекомендуется делать не менее 80 мм.

Размеры трубы, подающей воздух

На схеме её диаметр указан буквой d. Для конструкции такой печи можно использовать трубу 75 или 80 мм. Трубу необходимо приварить к металлическому кругу (в его отверстие в середине). В результате получится деталь, называемая поршнем.

Ещё один вариант печи длительного горения - Бубофоня. Описание принципа работы, расчёт материалов, а также пошаговая инструкция по монтажу в нашей статье: .

Подготовительные работы и выбор места установки печи

Если печь будет изготавливаться из листовой стали, то необходимо разрезать её на заготовки в соответствии с чертежом:

• из уголков нарезать одинаковые фрагменты, которые послужат в качестве колосниковой решётки;
• для изготовления подставок и ручек для корпуса можно тоже использовать металлические уголки;
• также необходимо заранее нарезать патрубки.

Место для установки печи длительного горения выбирается с тем условием, чтобы в собранном виде она не была установлена ближе, чем на 100 см к стене.

Так как корпус печи будет полностью нагреваться, необходимо заранее побеспокоиться об изолирующем материале. Для этого из кирпича можно построить подставку, которая должна быть на 30 см больше основания корпуса. Как вариант, можно приварить к каркасу печи стальные прутья или уголки.

На месте установки, со стороны дверцы в топочную камеру, необходимо проложить изоляционный материал. В качестве такового используют базальтовый или асбестовый слой, сверху которого размещают стальной лист площадью 100 см.

Стены рядом с печью необходимо отделать изоляционным материалом

Печь длительного горения своими руками: схема и пошаговая инструкция

Наиболее распространённые материалы для изготовления печей длительного горения - металл и кирпич.

Изготовление печи «бубафоня» из газового баллона

Для самостоятельного изготовления печи «бубафоня» лучше всего подойдёт использованный газовый баллон объёмом 50 л. Порядок выполнения работ следующий:

Видео: как сделать печь «бубафоня» из газового баллона

Изготовление печи длительного горения из кирпича

Безусловно, в сравнении с самодельной металлической конструкцией кирпичная печь смотрится более выигрышно. Однако её самостоятельное изготовление - процесс трудоёмкий, требующий определённых навыков и времени.

Над топочной камерой предусмотрена варочная панель для приготовления пищи

Подготовка фундамента

Поскольку кирпичная кладка довольно массивна, для печи обязательно нужен прочный фундамент. Глубина фундамента должна обеспечивать устойчивость конструкции. Подготовка фундамента происходит следующим образом:

1. Сначала необходимо выкопать небольшой котлован глубиной 30 см. Его ширина и длина должна быть на 10 см больше предполагаемых габаритов печи.
2. Дно ямы разровнять и покрыть рубероидом либо другим изолирующим материалом.
3. Сверху насыпать слой песка толщиной 10 см, который необходимо утрамбовать.
4. Сверху песчаной подушки насыпать слой мелкого гравия аналогичной толщины.
5. Для надёжности основания его можно армировать металлической решёткой. Для этого используют арматурные прутья, соединённые между собой проволокой. Ширина ячеек решётки должна составлять не более 10 см. Толщина прутьев подбирается в пределах от 8 до 12 мм.
6. Уложить решётку в котлован так, чтобы она не касалась дна. Для этого под металлический каркас подложить обломки кирпичей.
7. Залить бетонную смесь марки М-200 или М-250. Бетон должен полностью покрыть металлический каркас.

Для надёжности фундамент можно армировать металлической решёткой

Через несколько дней, когда основание затвердеет, можно приступать к кирпичной кладке печи длительного горения. Прежде чем начинать строительные работы, необходимо замочить кирпич на сутки в воде. Это необходимо сделать, чтобы уложенный в ряды кирпич не вытягивал влагу из смеси. Кирпичи следует укладывать следующим образом:

1. Первый и второй ряд необходимо выложить сплошными слоями.
2. На втором ряду будет установлен зольник, поэтому нужно предусмотреть место для дверцы.
3. На пятом ряду над дверцей устанавливается перекрытие. Впоследствии в него будет установлен короб сушильной камеры.
4. Шестой и седьмой ряд предназначены для размещения колосниковой решётки и установки дверцы в топочную камеру.
5. С восьмого по десятый ряд будет размещена топка. Во время кладки топочной камеры необходимо использовать огнестойкий материал - шамотный кирпич. В качестве склеивающего вещества для кладки использовать смеси, основанные на глине. В продажу поступают готовые смеси, предназначенные для кладки печей.
6. Одиннадцатый ряд выполняет функцию потолка топочной камеры и формирует область для дымохода. Сверху этого ряда необходимо уложить стальную арматуру и залить её цементной смесью.
7. На двенадцатом ряду формируется место для варочной панели.
8. Начиная с тринадцатого - четырнадцатого ряда закладываются ряды для дымохода. Его высота изготавливается по индивидуальным проектам, поэтому количество рядов можно увеличивать в несколько раз.

Порядок укладки кирпичей для печи длительного горения с варочной панелью

Видео: кирпичная печь длительного горения, смоделированная на детском конструкторе

Как самому модернизировать печь длительного горения

Чтобы самодельная печь доставляла меньше хлопот, её можно улучшить.

Модернизация печи «бубафоня»

Вес конструкции печи «бубафоня» обычно достигает 150–170 кг. Это создаёт неудобство, поскольку для очистки от золы и других остатков горения её необходимо переворачивать. Чтобы этого избежать, можно усовершенствовать конструкцию, сделав в ней отверстия с дверцами. Однако следует учесть, что особенность такой печи именно в отсутствии лишних щелей, через которые может проникнуть воздух. Поэтому при изготовлении дверок потребуется их тщательная герметизация в закрытом положении. Этого можно достичь, приварив к корпусу металлические борты и уплотнения.

Воздушная тяга в топочной камере улучшится, если изменить количество и форму рёбер на круглой пластине поршня конструкции. Для этого вместо отрезков швеллера нужно приварить стальные пластины. При этом они должны иметь небольшой изгиб по всей длине детали. Такая форма даст возможность закручиваться поступающему воздуху, который равномерно распределится в топочной камере. Для получения нужного эффекта достаточно от 6 до 8 пластин.

Изогнутые рёбра на поршне помогут улучшить тягу

Модернизация кирпичной печи

Печь длительного горения из кирпича займёт намного меньше места, если её конструкция будет напоминать форму треугольника и размещаться в углу помещения. На порядовку такой конструкции потребуется меньше строительного материала и соответственно - финансовых вложений.

Кирпичный вариант печи длительного горения можно модернизировать отдельной заслонкой для переключения зимнего и летнего режима обогрева. В осенне-весенний период, когда нет заморозков, но воздух пропитан сыростью, эта заслонка поможет сделать обогрев не слишком жарким.

Дополнительная заслонка сделает обогрев более комфортным

Особенности эксплуатации печи длительного горения

Функциональность и эффективность этих отопительных приборов зависит от правильности их эксплуатации:

• для уменьшения скорости сгорания топлива необходимо снизить количество поступаемого в топочную камеру воздуха;
• чтобы избежать возникновения конденсата в трубе, необходимо рассчитать точное количество оборотов и исключить лишние изгибы;
• желательно, чтобы влажность загружаемого твёрдого топлива не превышала 20–25%;
• во время работы печи не следует открывать дверцу топочной камеры, так как угарный газ будет попадать в помещение;
• 3–4 раза в месяц необходимо топить печь в максимальном режиме; это поможет сжечь все шлаки, накопившиеся на стенках печи;
• во время очищающей топки рекомендуется использовать дрова из ольхи; эта древесина не выделяет сильного жара и осадочной гари;
• эффективность работы печи повысится, если в неё закладывать большие поленья дров.

Научившись делать печь длительного горения своими руками, можно получить не только источник тепла, но и сохранить денежные средства. Получив ценный опыт в возведении печей длительного горения, можно помочь не только друзьям и знакомым, но и сделать его источником дохода.

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Печное отопление переживает второе рождение, и тому есть веские причины. Лейтмотив печного ренессанса – печь длительного горения. Не только и не столько потому, что ее можно сделать своими руками, владея начальными навыками слесаря и умея кое-как прихватить сваркой две железяки друг к другу. Печи длительного горения обладают прежде всего важными принципиальными преимуществами перед прочими.

Какими именно? Чтобы понять, нужно в физической лаборатории, хотя бы и школьной, дважды с помощью калориметра измерить полное количество тепла, выделяемое одной полностью сгоревшей спичкой. Первый раз, держа ее головкой книзу, чтобы лучше горела; второй – головкой кверху, лишь бы хоть как-то догорела до конца. Во втором случае спичка тепловой энергии выделит существенно больше.

Дело в том, что непосредственно возле пламени происходит пиролиз твердого топлива: оно разлагается, выделяя горючие газы ; подробнее см. далее. Они способны дать еще много тепла, но для их догорания кроме, естественно, кислорода, нужна еще достаточно высокая температура, от 350-400 градусов.

Если держать спичку головкой книзу, пиролизные газы проскальзывают мимо пламени и зря рассеиваются или, в печи, вылетают в трубу. А если пиролиз протекает прямо под пламенем, пирогазы попадают в него и, при достаточном притоке воздуха, сгорают, давая еще тепло. Другой хороший пример эффективности совмещения пиролиза с пламенным горением – обычная стеариновая свеча. Попробуйте-ка сжечь просто комок стеарина в плошке! Не надо, вони и копоти будет… А в свече стеарин не только испаряется, но и подвергается пиролизу. Замечали в самом низу ее пламени узенькую зону сине-фиолетового цвета? Здесь образуются и загораются пиролизные газы.

В печах длительного горения на твердом топливе оно тоже горит сверху, как спичка головкой кверху, и разжигается сверху. В «длинных» печках на жидком топливе горючее (чаще всего масло) испаряется, как стеарин в свечке, разлагается до легко горючих компонент пиролизом, а те уж сгорают. В любом случае, кроме дополнительного тепла от той же массы топлива, появляется возможность регулировать в широких пределах мощность печи путем дозировки подачи воздуха, а дымовые газы становятся чище.

Почему?

Мощный отопительный котел промышленного типа имеет КПД практически 100%. Но при строительстве теплоцентралей в проект закладывают до 30% теплопотерь в магистральных и распределительных трубопроводах. Новых, сделанных по всем правилам и с неповрежденной изоляцией. Автономное отопление любого типа этих 30% не теряет, и его КПД определяется только таковым печи или водогрейного котла.

Маленький маломощный котел в принципе прожорливее большого – действует закон квадрата-куба, а в Россия богата топливными ресурсами. Поэтому после революции в СССР и был взят курс на развитие централизованного отопления, тем более что и экология тогда еще не давила.

Из воспоминаний. Автор этой статьи, побывав в 70-х в Чехословакии, удивлялся: где котельные-«авроры»? Оказалось, там на дом или подъезд, в многоквартирном доме – автоматические автономные мини-котельные. Почему? Дипломатично объяснили: «Ну, ваша страна богатая, вы можете себе позволить центральное отопление».

С тех пор многое изменилось. Дно всемирной топливной цистерны уже ясно прощупывается, экология на всех одна, а наука с компьютерным моделированием позволяют получать точный результат там, где в эпоху логарифмических линеек и таблиц Двайта приходилось только догадываться.

Какое это имеет отношение к печкам-самоделкам? Самое прямое: самодельная печь длительного горения может, будучи совсем корявой на вид, иметь КПД более 90%. И при этом сжигать практически любое твердое топливо, в т.ч. и бросовое, до углекислого газа, воды и золы. CO2 и H2O, конечно, тоже парниковые газы, но, при мировом КПД по топливу 90% вместо 70%, глобальному потеплению придется угомониться.

У печей циклического действия (протопка-остывание-протопка-остывание-…) КПД редко достигает принципиально важных 70%. Кроме , она дает более 80%, но сложна, дорога, громоздка, тяжела и к условиям современной жизни плохо приспособлена. Так что совершенствование «долгих» печей – задача не только выгодная и увлекательная, но и важная вообще для всех людей.

О пиролизе и сублимации

Как получается такой высокий КПД и всеядность? За счет термохимического разложения твердого топлива – пиролиза, во-первых. Образуются при этом легко и полностью сгорающие компоненты, а в трубу улетает совсем немного. Поэтому о пиролизе нужно поговорить подробнее.

Стадии процесса пиролиза (см. след) могут быть разделены в пространстве, тогда говорят, что это пиролизная печь. Но пиролиз может и происходить последовательно во времени в одном и том же медленно тлеющем слое топлива. В таком случае говорят, что это печь на тлении.

Во-вторых, за счет того, что в массе твердого топлива накапливается много тепла и выделение летучих компонент происходит путем сухой возгонки – сублимации. К примеру, тоже пиролизные, но масло нужно сперва испарить, на что требуется тепло, и КПД выше тех же 70% получить трудно. А запас тепла в раскаленных парах невелик, поэтому при малейшем ухудшении качества топлива (его обводненности, например) или КПД резко падает, или нужны сложные форсунки с системой подготовки топлива.

Как идет пиролиз?

Схема пиролиза представлена на рисунке. Процесс состоит из 4 стадий (этапов):

1. Сушка – из закладки топлива удаляются излишки влаги. Сушка может осуществляться как отдельно, в процессе подготовки топлива, так и в топке, за счет тепла растопки.
2. Собственно пиролиз – из топливной массы сублимируются летучие компоненты, причем тяжелые составляющие – смолы и битумы – разлагаются до летучих. Начинается карбонизация топливной массы, т.е. ее обугливание.
3. Когда температура достигнет точки вспышки пиролизных газов, то при наличии свободного кислорода начинается горение. Температура повышается до более 600 градусов, и начинает гореть карбон.
4. Летучие и основная масса карбона выгорели, а остатки углерода в раскаленном шлаке при недостатке кислорода и температуре более 400 градусов действуют как катализатор восстановительных реакций: из водяных паров выделяется свободный водород, а из углекислого газа – моноокись углерода, угарный газ; оттуда и оттуда – свободный кислород.

Последняя стадия – вредная. На разложение воды и углекислого газа тратится много энергии, т.к. это реакции эндотермические. При температуре более 250 градусов восстановленные газы тут же образуют исходные соединения, отдав обратно тепло. Но, если они быстро остынут, то не успеют вновь найти друг друга, и затраченная на восстановление энергия вылетит в трубу, а угарный газ, кроме того, ядовит. Поэтому одна из серьезных задач при конструировании пиролизной печи – добиться задержки восстановленных газов в горячей зоне, обеспечив туда же доступ свежего подогретого воздуха. Иначе высокого КПД не добиться.

Примечание: не принципиальное, но существенное преимущество длительного горения – простота эксплуатации печи. Раз-два в сутки догрузил топлива, раз-два в неделю выгреб золу, и все.

О водожогах

Среди печников-любителей есть когорта энтузиастов, обычно именуемых водожогами. Идея такова: отводим остывшие дымовые газы в катализационнную камеру. Катализатором не обязательно будет аморфный углерод (карбон); несть числа предложений разного рода хитрых мембран и порошков. На катализаторе восстановленное быстренько вновь соединится обратно, выделив тепло, и – готово! Вот «сверхединичная», с КПД более 100%, печка!

Но закон сохранения энергии пока стоит незыблемо, хотя и проявляет себя частенько окольными путями. В данном случае – необходим подогрев приходящих восстановленных, иначе реакция не пойдет. Сопоставлять с автомобильными дожинателями неправомерно: там догорают остатки топлива, еще способные дать положительный тепловой баланс, т.е. реакция идет экзотермическая.

Откуда брать тепло для подогрева катализационной камеры? Или от закладки топлива, или из постороннего источника, электроспирали, допустим.

Если представить себе катализационную камеру, абосолютно изолированную от окружающей среды, и систему рекуперации тепла, охлаждающую выхлоп до абсолютного нуля, то мы остаемся при своих: выделившееся при соединении восстановленных тепло в точности компенсирует его затраты на подогрев компонент. Но, поскольку без теплопотерь ничего не бывает (тут действует другой фундаментальный принцип – энтропия), то и общий тепловой баланс выйдет отрицательным. Ну не жгите воду, не горит она…

От теории к практике: дрова-уголь

За городом до сих пор одним из самых доступных видов топлива являются дрова. Поэтому дровяная печь длительного горения – конструкция весьма актуальная и востребованная. Сжечь дрова из кряжа до водяных паров, углекислого газа и золы нетрудно. Но древесина доступнее всего в бросовом виде, весьма и весьма разнородная по свойствам и качеству – опилки, стружка, щепа, отходы ДВП и ДСП, мелковеточный хворост – хамырь, солома. Поэтому систем . Мы рассмотрим некоторые наиболее эффективные, в которых можно добиться КПД более вожделенных 70%

Буржуйка

Буржуйкой эту печку прозвали вовсе не за буржуйскую прожорливость. Наоборот, очень экономна, а вкус у нее непривередливый. Как так вышло?

Буржуйка появилась в России сразу после революции, во времена военного коммунизма. Представить себе тогдашние лишения современному человеку трудно. Маяковский, который для большевиков чужим отнюдь не был, одно из тогдашних своих стихотворений посвятил тому, как он по разнарядке получил «полполена березовых дров». А «недобитым буржуям», не захотевшим или не сумевшим покинуть Родину, ни на какие талоны-купоны рассчитывать не приходилось. Хочешь жить – соображай как.

Но среди «бывших» были не только кровососы-экплуататоры; те-то еще в благополучные 1912-1913 перевели капиталы за границу, а в 18-м, едва был заключен мир, быстренько драпанули кто куда. Среди оставшихся были лучшие умы России. Хотя они и были нужными «спецами», однако победивший пролетариат их не жаловал; наверное, как раз за ум. Но уж соображать-то они умели.

Печка-буржуйка гениально проста по устройству, см. рис. Ее прообразом, несомненно, является русская печь (которую, кстати, «буржуйские спецы» тоже неоднократно усовершенствовали) с ее феноменальным для циклических печей КПД. В верхнюю дверцу подбрасывали топливо, а нижней, открывая-закрывая ее, регулировали процесс горения за счет подачи воздуха.

Принцип действия буржуйки тоже гениально прост, но дойти до него было совсем не просто.

Задача: хотя бы в одной комнате суровой зимой до утра поддерживать температуру, не исключающую проявлений жизнедеятельности. Топить кирпичную печь невозможно: для ее прогрева нужны фунтов 20 тех самых «полполен». Но есть венский стул, которого по физике с химией должно хватить, если жечь очень медленно и тепло тут же отдавать к комнату. Еще на «толкучке» можно буржуйский скарб выменять на фунт-другой угля, что примерно то же по теплотворной способности.

Но как высокоактивное, быстро горящее топливо сжечь медленно? Стоп, есть ведь такая штука – пиролиз. До сих пор в бытовых печах он считался лишь сопутствующим горению процессом. Пиролиз гораздо медленнее цепной реакции горения. Растянем горение по стадиям, вот и получится то же общее тепло медленно понемногу. Печка с дымоходом успеют его полностью отдать, а комната – усвоить.

Да, печка должна работать и на угле, раз его можно достать. По свойствам уголь – очень даже не совсем древесина, но что у них в печи общего? Рыхлая, воздухопроницаемая закладка. Теперь, как организовать в ней пиролиз?

Оказалось – нужно всего-навсего убрать колосниковую решетку, а поток воздуха из поддувала направить прямо в массу топлива. И еще – не набивать топливник битком. Объем закладки – не более четверти от объема топки.

В таком случае, печь получается и саморегулирующейся. Допустим, прикрыли мы поддувало. Летучие в большом свободном объеме сгорают мгновенно; угара не пойдет, просто горение поутихнет. Упадет температура в топке, остынет закладка, уменьшится пиролиз, т.е. выработка летучих и горючих. И карбон угара не даст: весь поступающий кислород тут же перехватывают летучие. Откроем поддувало – наоборот. По постоянным времени реакций все хорошо сходится; пиролиз и цепная хоть и разные процессы, но по существу сходные.

Опыт подтверждает выкладки: при манипуляциях дверцей поддувала раскаленная зона дымохода смещается туда-сюда по его длине, в то же время расширяясь и сжимаясь, в точном соответствии с расчетом. Все, буржуйка готова!

Итак, что же в результате получилось? В русской печи дожигание летучих и обратное соединение восстановленных обеспечивается в горниле, за счет порожка на его устье. В буржуйке камерой дожигания является длинная, от центра комнаты до окна, горизонтальная или немного наклонная часть дымохода. При выполнении его из металлической трубы почти все остаточное тепло остается в помещении.

КПД тогдашних буржуек был неоднократно измерен Грумм-Гржимайло, Кузнецовым и другими авторитетными теплотехниками. Он, как правило, превышает 80%, если горизонтальный участок жестяного дымохода более 3 м длиной. Буржуйка работает на любом твердом топливе, кроме опилок и т.п. Она практически мгновенно прогревается; это . Может быть выполнена как коробом, так и круглой из бочки. Одно условие: диаметр дымохода – от 85 до 150 мм.

Чертеж буржуйки современного вида представлен на рис. справа. Основное отличие – в конструкции поддувала; сейчас не военный коммунизм, и небольшие сварочно-токарые работы вполне доступны. В образующей резьбовой части патрубка Г-образного воздуховода (его, ради упрощения, можно сделать и прямым) насверлены мелкие (6-8 мм) радиальные отверстия. Навинчивая или отвинчивая глухую резьбовую пробку, можно точно и удобно регулировать горение. Показатель правильной подачи воздуха – нагрев дымохода. На нем должно быть раскаленное пятно, по мере выгорания топлива смещающееся ближе к печке.

Любая буржуйка при топке раскаляется докрасна, поэтому она не только отопительная печь: ее верхнюю поверхность можно использовать как варочную. Но с боков обязательно нужен экран, отстоящий от стенок тела печи на некоторое (40-60 мм) расстояние. Наваривать ребра радиатора для улучшения теплоотдачи и повышения пожаробезопасности нельзя: раскаленное нутро – непременное условие эффективности буржуйки. Экран не только защищает помещение от перегрева ИК-лучами. Отражая назад не менее половины их, он и поддерживает температуру печи на оптимальном для максимума КПД уровне.

Примечание: е сли температура в дымоходе где-то упадет ниже 100 градусов, образуется конденсат, о котором подробнее см. далее о печах на опилках. В таком случае необходим дымоход особой конструкции, о чем там же.

На основе буржуйки можно без труда получить водогрейный котел на дровах. Для этого достаточно экран заменить П-образной металлической водогрейкой; она ничуть не хуже отразит назад ИК. Но, опять же, придвигать водогрейный контур вплотную к телу печи нельзя – она остынет из-за контактной (прямой) теплопередачи, и КПД резко упадет. Нужно выдержать такой же, как для экрана, отступ.

Буржуйка указанных размеров дает тепловую мощность до 15 кВт, в зависимости от вида топлива, и в водогрейку уйдет что-то около пятой ее части. Поэтому горячую воду от такой печки можно получить только для хозяйственных нужд, а обогреваемая площадь – до 25 кв. м. Увеличивать размеры буржуйки ради повышения мощности бесполезно – теория запрещает, из-за того же закона квадрата-куба добиться оптимального режима горения не получается. Буржуйку придумали для обогрева одной комнаты в буржуйской квартире. Печь длительного горения должна быть устроена иначе и сложнее.

О буржуйке подробнее

Чтобы пройти дальше, придется вернуться к буржуйке и выжать из нее самую суть. А суть ее – в размерах закладки топлива в определенных пределах и согласовании их с размерами топливной камеры. При этом параметры печи оказываются не зависящими от свойств топлива – буржуйка выжмет из него все тепло, которое оно способно отдать.

Разберем подробнее закон квадрата-куба. Кислород потребляет, и тепло вырабатывает, объем топливной массы, который зависит от линейных размеров закладки по кубу. А выделяет тепло наружу ее поверхность, которая зависит от них же по квадрату, т.е. с увеличением размеров нарастает медленнее.

Отсюда – первое следствие: оптимальная для пиролиза температура в массе топлива обеспечивается только в некоторых пределах размеров закладки. В слишком маленькой закладке избыточная поверхность будет быстро выстуживать нутро, и топливо будет просто сгорать по мере поступления кислорода.

В слишком большой закладке, наоборот, нутро из-за недостаточной поверхности перегреется, все там сублимирует и останется шлак с карбоном, когда на поверхности еще дрова. Пиролиз опять оказывается подавлен, и топливо просто сгорает послойно.

Размеры топки и диаметр дымохода тоже должны соответствовать размерам закладки. Дело в том, что поток воздуха из поддувала отжимает вниз и направляет в топливо циркуляция топочных газов, они же, не сразу уходя в трубу, хорошо догорают. Для этого конвекционный поток от поверхности топлива должен быть несколько избыточен относительно пропускной способности дымохода; буржуйка работает, так сказать, с виртуальным хайлом.

В слишком большой топливной камере и/или при малой закладке, огонь теплится, и сама печь только теплая. Конвекционная циркуляция вялая, кислород из поддувала растекается по объему топки, пиролиз подавлен, КПД низкий. При догорании нормальной закладки это уже не страшно: основное тепло ранее выделено и использовано. Но пытаться экономить, подтапливая по щепочке, бессмысленно: все щепки сгорят по одной, а помещение не прогреется – из-за малого КПД теплоотдача печи окажется ниже теплопотерь комнаты.

Если же топку забить дровами, то для конвекционного вихря просто не остается места. Кислород-то моментально потребляется большой массой топлива, но до нутра ее не доходит, весь расходуется на поверхностное горение. Топливо в массе постепенно прогревается за счет теплопроводности, но она низкая, и пиролиз опять подавлен: все, что сублимировало, тут же и сгорает, только зря раскаляя нутро. Пламя не бьется в печке, а тянется в трубу. Печь горячая, но не раскалена, а дымоход светится красным чуть ли не по всей длине.

Следствие второе и окончательное: нельзя сделать буржуйку любой мощности и размеров. Размеры ее определяются свойствами пиролизных газов, чтобы образовалась циркуляция, а от размеров печи зависит и величина закладки топлива. От буржуйки при КПД более 75% можно получить тепловую мощность примерно от 8 до 20 кВт.

От буржуйки к котлу

20 кВт для полноценного обогрева мало. И для отопления многокомнатного жилища нужен встроенный в печь проточный полнопоточный водогрейный контур. То есть, нужен длительного горения. Можно ли его получить, основываясь на заложенных в буржуйку принципах?

Да, возможно, причем двумя путями. Вернемся немного назад, и выжмем уже квинтэссенцию: буржуйка экономична благодаря пиролизу. Пиролиз срывается, если температура в массе топлива выходит за определенные пределы. А температура нутра закладки зависит как от поступления кислорода воздуха, так и от характера конвекции в топливной камере. Отсюда и пойдем.

Котел-1 или способ первый

• Для контроля над всем процессом необходимо знать всего один параметр: температуру в камере сгорания. Держится в пределах оптимума – все остальное ОК; основная масса тепла выделяется здесь.
• Для оптимизации тепловыделения по максимуму КПД регулировать нужно тоже всего одну величину: интенсивность наддува. Температура в камере сгорания связана с расходом воздуха от наддува линейной зависимостью, и автоматика получается предельно простой.
• Поскольку сгорание пиролизных газов происходит в потоке, система нечувствительна к температуре стенок камеры сгорания, т.е. водогрейку можно встроить любым технически удобным способом и отбирать в воду практически все вырабатываемое тепло.
• Когда в пиролизной камере остается шлак с карбоном, восстановление пресекается увеличением наддува, что обеспечивает избыток кислорода. Естественный приток через поддувало избыточным быть не может. Аналог: вода, или свободно вытекающая под действием силы тяжести, или подаваемая под давлением.
• Возможна догрузка новой партии топлива на любой стадии процесса и в любом допустимом размере – наддув усилится и продует. Буржуйку тоже можно подтапливать, но понемногу, чтобы не сбить температуру и не заглушить пиролиз, не то КПД резко упадет и большая часть подтопки сгорит зря.

Примечание: скорость пиролиза и состав пиролизных газов существенно зависят от сорта топлива. Учитываются эти факторы также просто – регулировкой противодавления на выходе путем дросселирования дымохода. В котлах промышленного производства его регулятор снабжается отметками, соответствующими рекомендуемым видам топлива.

В прямоточных котлах мощностью до 30-40 кВт температуру в дожигателе можно отслеживать косвенно, по важному эксплуатационному параметру – температуре воды на подаче. При больших мощностях тепловая инерция системы может привести к «раскачке» процесса – циклически нарастающим колебаниям температуры в камере сгорания, что уже предаварийная ситуация. Поэтому мощные котлы дополняют термопарами в дожигателе и камере пиролиза. Пока раскачкой не пахнет, держится температура воды. Показала запредельное значение «горящая» термопара – переходим на регулировку по ней, пусть лучше вода немного остынет. Не помогло – снижаем до минимума температуру пиролиза по пиролизной термопаре. Трехступенчатая регулировка обеспечивает 100% работоспособность, и до аварийной автоматики дело доходит только при физическом воздействии извне. КПД прямоточного котла может превышать 90%

Котел-2 или способ второй

Прямоточный котел хорош всем, кроме одного: ему нужно электропитание. Пропало электричество – котел заглох, а потом нужно выгребать и выдирать из топливника спекшуюся массу, загружать новую закладку и выпускать в трубу свои деньги, пока процесс не стабилизируется.

Однако на мощность до 50 кВт можно сделать пиролизную печь с водогрейкой, не требующую автоматики и электричества (справа на рис.) Принцип ее работы основан на противодействии друг другу двух законов квадрата-куба: в закладке топлива и в футеровке из шамотного кирпича. Такая кирпичная печь работает по следующему алгоритму:

1. В начале пиролиза он протекает интенсивнее всего из-за сублимации самых легких летучих. Этот «первый жар» проходит по дымооборотам и поглощается футеровкой. В буржуйке первый жар расходуется на образование вихря, а в прямоточном котле подавляется уменьшением наддува.
2. На стационарной стадии процесса футеровка работает как тепловой буфер: при избытке пиролизного тепла поглощает его, а при остывании закладки отдает.
3. После полной карбонизации закладки футеровка постепенно отдает тепло, не позволяя упасть температуре в печи ниже критической, и восстановленные успевают прореагировать, прежде чем дойдут до холодных частей дымового тракта. Это возможно потому, что масса и теплоемкость футеровки (пропорциональные объему) больше, чем у груды шлака. Футеровка заставляет его остывать со своей скоростью, карбон сгорает, прежде чем температура упадет, и катализатора восстановления при температуре ниже критической уже не оказывается в наличии.

В пиролизный котел с тепловым буфером свежую закладку топлива нужно загружать постепенно, как в буржуйку. Резких колебаний температуры очень инерционная футеровка парировать не сможет. И, если свойства топлива слишком сильно отличаются от допустимых, печь с теплоаккумулятором может или заглохнуть (от вялого топлива), или пойти враскачку вплоть до аварии, от топлива слишком горючего. И КПД, из-за того, что первый жар не подавляется, не превышает 76-78%, что ниже буржуечного, ведь футеровка исключает мгновенную теплоотдачу наружу.

Попутно о каминах

Огонь притягателен, и декоративно-эстетическое его значение велико. Печей и каминов – элементов интерьера едва ли не больше, чем отопительных приборов. И посидеть у огонька хочется не только олигархам, могущим себе позволить любые расходы на топливо. Отсюда вопрос: а нельзя ли сделать печь-камин длительного горения? КПД и теплоотдача тут не столь важны, лишь бы огонек теплился до конца вечера.

Что там – нельзя ли. Есть такое устройство. Это старый добрый , показанный в разрезе на рисунке.

Обратите внимание на дымовой зуб. Он, как порожек в русской печи, формирует циркуляцию дымовых газов, не пускающую свежий воздух уйти вверх и подталкивающую его в закладку топлива, как в буржуйке. Наверное, ее безвестные авторы и у камина посиживали в своем «бывшем» буржуйском благополучии.

Примечание: при растопке английского камина сырыми дровами видно, как в устье валиком клубится дым, не выходя в комнату.

КПД камина из-за большого устья невелик даже при наличии в дымоходе дымооборотов; он не превышает 50%. А тление с выделением тепла держится от позднего вечера до утра только при закладке корнуоллского угля или аналогичного ему коксующегося. В Донбассе пласты антрацита такого качества давно уже выбраны, а карагандинский уголь прогорает за 4-6 часов. Говорят, в старые времена английские лорды предпочитали топить корневищами сосен, выросших на прибрежных скалах, но ныне этот вид топлива вряд ли доступен кому-то вообще.

Попутно к попутному. Сидит английский лорд вечером после охоты на лису у камина, потягивает виски, покуривает сигару. Ноги задрал на каминную решетку, пялится задумчиво на огонь. Подходит дворецкий: “Сэр, прошу прощения, что прерываю Ваш отдых, но позвольте обратить Ваше внимание на то, что Ваши носки начинают дымиться” – “Носки? Джеймс, вы хотите сказать – сапоги?” – “Сапоги, сэр, уже сгорели”.

Второй вариант «долгой» печи-камина – обычная . Нужно перед растопкой закрыть поддувало, загрузить топлива на четверть топки по объему, как в буржуйку, и держать дверцу топки настежь открытой. Большая часть тепла улетит в трубу, но вечерок огонек продержится при редкой небольшой подтопке, и декоративный эффект налицо.

Для примера

Описанные выше котлы требуют сложной профессиональной работы и/или промышленных условий для производства. Здесь же для примера мы приводим чертеж печи длительного горения, доступной для изготовления умелому мастеру-самодельщику в домашних условиях. Обратите внимание на сборный узел В, ходящий вниз-вверх на телескопической штанге. Его назначение мы вскоре разберем подробно.

Мощность такой печи – около 35 кВт. Работает она на угле или топливных пеллетах. КПД при этом – до 85%; продолжительность горения – около 12 час. При загрузке дровами КПД снижается примерно до 75%, а длительность горения уменьшается до 8-10 час.

Ха-ха! Опилки и труха!

Печь на опилках – хороший пробный камень для теплотехника. Но не потому, что опилки и другие отходы деревообработки везде кучами валяются. Распиловочные отходы, да будет известно читателю – ценное вторичное сырье и утилизируются многими способами для разнообразных целей.

Но в природе есть огромные и почти пока нетронутые запасы минерального топлива, столь же калорийного, как опилки, и так же плохо горящего – горючих сланцев. До сих пор технологии полного и безопасного сжигания сланца в промышленных масштабах не существует. Подземная газификация сланцевых залежей экологически очень опасна, что бы ни утверждали авторы новейших разработок. США, активно предлагающие иностранным партнерам свои сланцевые откровения, у себя дома газифицируют сланец эпизодически и в небольших масштабах.

Но бытовая опилочная печь – другое дело. Тут энтузиастам есть куда приложить и ум, и руки. И примеры успешных конструкций уже есть.

Бубафоня

Сланцами еще со времен СССР активно занимаются прибалты, там их большие запасы; фактически, горючий сланец – единственный легко доступный в Прибалтике вид природного топлива. В Литве давно уже серийно выпускают сланцевый котел STROPUVA. Рунет с ним познакомил пользователь под псевдонимом bubafonja, и ныне печка-бубафоня – излюбленный образец для копирования печниками-любителями.

– печь не идеальная, но в ее конструкции заложены принципы, позволяющие создавать приборы более совершенные. Поэтому с бубафоней нужно разобраться обстоятельнее. Схема бубафони приведена на рис.

Принцип действия бубафони прост: топливная закладка тлеет сверху тонким слоем как цельный массив. Если заложить в бубафоню цельный круглый деревянный чурбак, он истлеет точно так же. Все стадии пиролиза перемешаны и в пространстве, и во времени. В полости над закладкой дожигаются незначительные остатки летучих.

Воздух поступает в центр зоны тления по вертикальной трубе-воздуховоду. А уйти вверх ему не дает гнет с лопастями, в просторечии именуемый блином (деталь В, помните? Там ее конфигурация доработана под активное топливо), наваренный на устье воздуховода. В отличие от распространенного убеждения, блин не придавливает закладку. Тяжесть ему нужна, чтобы под собственным весом опускаться вниз вслед за сгорающим топливом без заедания, иначе печь легко заглохнет, а выковырять недотлевшую спекшуюся закладку очень трудно.

Лопасти блина – не просто перегородки, образующие воздушные каналы. Они должны быть изогнутыми, чтобы выходящие из-под блина дымовые газы закручивались по часовой стрелке, если смотреть сверху. Это необходимо, чтобы газы, прежде чем уйти в дымоотвод, сделали несколько оборотов над блином, задержались в топке и догорели. Если блин с прямыми перегородками, КПД бубафони вряд ли превысит 60%. Неправильный (слева) и правильный блины показаны на рис.

Примечание : приваренная в центре правильного блина негодная звездочка не даст образоваться там столбику недогоревшего топлива (если оно слишком влажное), затыкающему воздуховод. А по центральному отверстию звездочки воздух пройдет и в центр зоны тления. Очень разумное решение.

О дымоходе и конденсате

Для нормальной работы бубафони необходим расширяющийся, плавно или скачком, дымоход, т.наз. дымоход с неравномерной по длине тягой. «Свистящий» дымоход равного по длине сечения вытянет в себя воздух из-под блина, прежде чем тот успеет прореагировать с топливом. Именно поэтому дымоход бубафони рекомендуют собирать в противоток дымовым газам, т.е. постепенно увеличивая диаметр составляющих его труб. Но это сложно, а вот Г-образный стык из двух труб разного диаметра (дальняя – большего) даст тот же эффект вследствие образования скачка давления на стыке.

Для оптимального сгорания в бубафоне важны и соотношения размеров газовоздушного тракта. Диаметр воздуховода должен составлять 1/5-1/7 от диаметра топливной камеры. Дымоотвод должен быть раза в полтора шире, а дымоход – еще в полтора раза шире. В большинстве случаев это обеспечивается при диаметре воздуховода в 100 мм, дымоотвода – 150 мм и дымохода – 250 мм.

И древесина, и сланец, пригодные для топки, содержат от 8% до 30% влаги. Бубафоня переварит и топливо с 50% влажностью. Эта влага (между прочим, именно она соблазняет водожогов) в дымоходе, там, где температура падает ниже 100 градусов, образует обильный конденсат. Из дымохода буквально льет ручьем. Поэтому в нем должен быть предусмотрен и водосборник со сливным шаровым краном. Именно шаровым – конденсат, мягко говоря, далек от ключевой чистоты, а шаровый кран легко прочищается проволокой без разборки.

Бубафоня-котел

На бубафоню можно надеть водогрейный контур (справа на рис. выше), соблюдая то же условие, что и для буржуйки – небольшой отступ от стенок. Иначе КПД резко упадет, а на стенках пойдет оседать спекшийся в камень нагар, который не отдерешь потом. Кстати, и экран для бубафони нужен так же, как и для буржуйки. Для нормальной работы бубафоня тоже должна раскаляться докрасна. Горение в бубафоне регулируется дросселем на воздуховоде.

Самодельная бубафоня из бочки показана на рис. справа. Это ее максимальные размеры, а минимальные таковы:

• Полная высота, без учета выступающей части воздуховода – 600 мм.
• Внутренний диаметр топочной камеры – 200 мм.
• Диаметр блина – 140 мм.
• Диаметр воздуховода – 75 мм.
• Диаметр дымоотвода – 85 мм.
• Диаметр дымохода – 100 мм.

Что в бубафоне не так?

Как уже сказано, бубафоня – печь не идеальная. Во-первых, она не работает на высокоактивном топливе – угле, пеллетах и т.п. Точнее, работает некоторое время после растопки, а потом задыхается. Когда дело доходит до карбонизации, тлеющий слой с блином раскаляются до того, что местная микроконвекция просто не пускает внутрь воздух. Когда же горячий слой подостынет, то противоестественной, сверху вниз, подачи воздуха оказывается недостаточно, чтобы вновь разгорелось. Ставить наддув бесполезно – принудительное воздействие на саморегулирующуюся систему приводит к тому, что воздух пролетает над топливом и вылетает в трубу, унося с собой неизрасходованный кислород.

Во-вторых, КПД бубафони – в лучшем случае где-то 75-78% В-третьих, бубафоня не годится для готовки: единственное место, где можно устроить варочную поверхность, занято воздуховодом. И, наконец, догружать топливо до истлевания предыдущей порции никак нельзя, сама же загрузка тяжеловата и неудобна: нужно поднимать и как-то фиксировать тяжелый воздуховод с блином. Так что бубафони пока серийно делают только прибалты.

Видео: пример самодельной бубафони

Слобожанка

Печь-слобожанка, похоже, продукт народного творчества на Слобожанщине; это значительная часть Харьковской, Сумской, Белгородской и Воронежской областей. Хотя по принципу действия она похожа на бубафоню, но родилась независимо от нее. И, надо сказать, результат получился куда лучше продукта бывших советских отраслевых НИИ, потом ставших национальными исследовательскими центрами.

Слобожанка – . Достигается освобождение верхней поверхности под кастрюли с выварками благодаря тому, что воздух подается в тлеющий слой сбоку, описывая при этом U-образную траекторию: сначала вниз по Г-образному воздуховоду, а затем через накрывающий его перфорированный кожух (поз А на рис.) Такое решение, безусловно, продукт чисто русской смекалки:

• Воздух, нагреваясь над топливом, стремится, конечно, уйти вверх, ничем не придерживаемый. Но и закладка топлива более проседает возле кожуха, и поток с кислородом скользит по ее поверхности безо всяких блинов, а топливо берет, сколько ему нужно.
• Тлеющий слой подсасывает себе воздух по потребности, а избыток уходит вверх, обеспечивая нейтрализацию восстановленных.
• Благодаря возможности доступа воздуха во все слои топлива, горячий слой оказывается толще, чем в бубафоне, и пиролиз идет активнее.

Вследствие последнего обстоятельства слобожанка прекрасно работает и на угле с пеллетами. Снизу в карбонизированный слой поступают легко горючие пиролизные газы, обеспечивая температуру, при которой углерод полностью сгорает. Поэтому слобожанка – экономная печь. Ее КПД превышает 80%

Соотношение размеров, конструкция дымового тракта и водогрейки для слобожанки такие же, как и для бубафони. Также и экран необходим. Но при тех же размерах ее мощность можно увеличить ценой некоторого усложнения конструкции. Для этого внутренний перфорированный кожух нужно растянуть на всю окружность, и связать его с внешним неполными перегородками. Чтобы устроить поддувало с дросселем, придется сделать еще третий, узкий кожух, охватывающий воздухозаборники на внешнем (поз. Б на рис; обечайка печки условно развернута в плоскость). Закладка топлива при этом проседает от центра к краям.

Слобожанка с грибком

У классической, если можно так выразиться, слобожанки, остаются два недостатка. Во-первых, она не терпит смолистого и жирного топлива. ДВП, ДСП и бытовой мусор дают твердый нагар, и более всего как раз там, где он вреднее всего – на перфорированном кожухе воздуховода или на краях отверстий внутреннего кожуха.

Во-вторых, дозаправлять недотлевшую закладку нужно осторожно. Хотя бы небольшой тлеющий участок возле перфорации кожуха должен остаться свободным. Это не всегда удобно: время есть только плюхнуть все сразу, а уйдешь – закладка догорит и печка остынет, нужно снова разжигать, терпя холод и выпуская в трубу свои кровные.

Между тем в мелких удаленных гарнизонах Советской Армии (отдельных ротах, стационарных связистских точках и т.п.) еще в 70-х можно было встретить отопительно-варочно-мусоросжигательную печь производства какого-то п/я, см. поз. В на рис. Это – та же слобожанка, но с центральным коническим перфорированным воздуховодом, снабженным шляпкой-грибком. Конус вставлялся в выгрузочный люк топки свободно, и для прочистки вынимался. Закладка проседала от краев к центру.

Роль грибка, видимо, была двоякая. Во-первых, его выступающие края отбрасывали «бухнутое» топливо к краям, и под шляпкой всегда оставалось тлеющее кольцо, достаточное, чтобы печка вновь «раскочегарилась». Догружать топливо можно было в любой момент и сколько угодно.

Во-вторых, поля шляпы направляли в зону тления дополнительный поток воздуха. Это обеспечивало полную всеядность. Чего только не валили в печку нерадивые дневальные – приличному человеку и вспоминать-то тошно…

Экономичность и мощность печи не автором не измерялись, но полутора ведер угля-семечки хватало, чтобы в одинарной армейской палатке морозной зимой 14 душ личного состава хорошо высыпались в одном х/б и без сапог, под армейскими байковыми одеялами.

Из недостатков «слобожанки с грибком» был замечен только один: при топке бытовым мусором или сырой сосной нужно было раз в 2-3 дня проверять нагар. Если проворонили – конус прикипал в гнезде намертво, и раскачать его и вынуть, не исковеркав, было сложновато.

Видео: сборка самодельной слобожанки из бочки

А купить?

А не выпускается ли такая замечательная печка серийно? Можно ли ее где-то купить готовую? Крупные производители, похоже, сосредоточились на весьма востребованных для и теплиц , не раскаляющихся при топке. Но мелкие частники-производственники делают, и предлагают. Образец показан на рис.

Эта слобожанка имеет небольшое, но полезное усовершенствование: свободно лежащий под подом внешний зольник, вторая слева поз. Его можно аккуратно вынести и опорожнить, не пыля золой в жилом помещении. Но в печь все равно приходится лезть: крышка выгрузочного люка (она видна на днище на крайней справа поз.) при топке должна быть закрыта.

О топливе

Топливо для печи длительного горения вовсе не нужно искать на бытовой или промышленной свалке. Производители наперебой предлагают отлично тлеющие пеллеты по цене где-то 4000 руб. за тонну. Учитывая экономичность «долгих» печей, это выходит совсем недорого.

Пеллеты изготавливаются из любой сгорающей биомассы: тех же опилок, щепы, соломы, луковой и чесночной шелухи, лузги подсолнечника, шишек, коры, корок цитрусовых, ореховой скорлупы, и пр., и пр., см. рис. Технология чем-то напоминает производство МДФ: сухое прессование при повышенной температуре.

По теплотехническим свойствам топливные пеллеты похожи на каменный уголь. Выпускаются от «трухи» 6-мм диаметром до 30-70 мм полешек. В процессе производства из массы сырья удаляются компоненты, способные дать вредные летучие, поэтому пеллеты без труда дожигаются до углекислого газа и воды. В общем, очень хорошее и стабильное по свойствам топливо.

В заключение

Бытовые печи длительного горения – одно из самых перспективных направлений развития теплотехники. В сочетании с альтернативной энергетикой и безотходными промышленными технологиями они способны остановить надвигающуюся экологическую катастрофу.

Но процессы в таких печах, при внешней простоте конструкции, очень сложны и теоретически еще не вполне проработаны. Для самодельщика это значит – твори, выдумывай, пробуй!