Печь длительного горения – высокоэффективное и простое устройство. Самодельная печь длительного горения Самодельные печи на дровах

С наступлением холодных осенних дней появляется необходимость отопить гараж во время ремонта автомобиля или согреться при уборке картофеля на своем участке. Печка-буржуйка на дровах длительного горения может стать отличной заменой дорогостоящим печам и отлично впишется в небольшие вспомогательные помещения, в которых не имеет смысла постоянно поддерживать тепло.

В обычных буржуйках, которые всем давно известны, дрова сгорают быстро, и их нужно много, чтобы нагреть помещение. Чтобы из буржуйки сделать печь длительного горения, нужно было ее оборудовать дополнительным приспособлением для долгого горения топлива. Умельцы нашли выход из этой ситуации, и появились разные варианты таких агрегатов: слобожанка, пиролизная, бубафоня и другие. Они очень экономны, топить можно дровами, опилками, щепками и другими горючими отходами от дров. Гореть, вернее, тлеть, они могут целые сутки, и их КПД превышает 90%. Они не нуждаются в постоянном присмотре.

Эти печки удобно ставить в теплицах, в гаражах, на дачах и в небольших деревянных домах. Недостатком будет в них особая организация дымохода, при которой нельзя сделать несколько отводов. Как только сгорают дрова, буржуйка остывает, зато во время горения сильно нагревается. Сделать буржуйку можно из чего угодно, и конструкция ее довольно проста. Можно вырезать из металла, и тогда она получается прямоугольной формы.

Сделать буржуйку длительного горения можно из обыкновенной стальной бочки или использованного газового баллона. Принцип действия везде один и тот же - тление. Особенностью таких отопительных приборов являются две камеры, которые разделены на две части: для топлива и для дальнейшего сжигания угля и газов. В устройстве печи предусмотрен поршень, который:

подает воздух в топку;
оказывает равномерное сильное давление на дрова, они тлеют и ровно опускаются вниз.

Дрова в топке горят очень медленно. Одновременно в соседней камере горит газ, который образуется при сгорании. В режиме такого замедленного действия печь сильно не разогревается, поэтому стенки должны быть небольшой толщины. При обогреве большого помещения конструкция выбирается помощнее, и тогда требуется большее количество дров, соответственно, и отдача тепла будет выше.

По мере того как сгорают дрова, происходит и уменьшение и самой камеры, на которую сверху давит заслонка, регулирующая циркуляцию воздуха.

В жилом помещении подобное устройство не совсем удобно и выгодно. Для загрузки топлива или для очистки от сажи сначала необходимо вынуть грязный поршень. А чтобы убрать сажу, надо снять колено дымохода и перевернуть корпус печи.

Как сделать печку на дровах. Буржуйка КПД 200%

Подготовительные работы

Вполне по силам каждому владельцу гаража сделать самодельную печку . Соорудить буржуйку длительного горения своими руками можно в течение нескольких часов из отслужившей бочки. Она должна быть прочной, с ровной поверхностью. Если в каком-то месте останутся вмятины или выпуклости, воздуховод не будет плотно прилегать к топливу и зависнет над ним. Стенки емкости должны быть освобождены от остатков бензина, краски, клея и т. д. при помощи газовой горелки или паяльной лампы, после этого очищены металлической щеткой. Затем нужно изготовить поршень и лопасти.

Болгарка в этом случае не справится, так как металл довольно толстый, и лучше обратиться в сервисный центр или на завод. Дома останется только зачистить места резки, убрать капли и наросты. Дальнейший этап подготовки - это выбор места для установки. Здесь нужно руководствоваться некоторыми обязательными правилами.

Во-первых, пол должен быть ровный, во-вторых, печь должна встать на защищенную поверхность: можно использовать металлические листы или асбестоволоконные плиты. Буржуйка устанавливается подальше от легко воспламеняющихся материалов.

Нельзя монтировать отопительное устройство под навесной мебелью. Учитывается также, как будет устроен дымоход. Чтобы тепло не вылетало в трубу, при прохождении его вертикальной части на улице его другая часть прокладывается горизонтально. Если он идет по помещению, то буржуйку можно устанавливать с помощью любого способа. Еще нужно решить, как будет поступать необходимое количество воздуха к тепловой камере. Без хорошей вентиляции здесь не обойтись.

Оригинальная печь длительного горения буржуйка

Первым шагом необходимо создать топку: аккуратно срезается верхняя круглая часть бочки. После этого молотком или кувалдой обрабатываются края бочки и срезанной части. При этом неровные края бочки закругляются внутрь, а у круга - наружу. Такая процедура необходима для создания большей герметичности при закрывании крышки. Далее на корпус будущей печи наваривается круглый диск из металла с таким же диаметром, как и сама бочка.

Этой поверхностью можно будет воспользоваться, чтобы приготовить еду или вскипятить чай. На месте пробки, которая находится сверху бочки, устанавливается сдвижная заслонка, регулирующая подачу вторичного воздуха, который поступает в зону дожига. Посередине крышки прорезается отверстие для воздуховода, которое обваривается по кругу металлом. Поршень изготавливается из стального листа или из дна другой бочки.

Буржуйка длительного горения.

На верхнюю плоскость поршня привариваются дополнительные металлические детали, чтобы сила его давления соответствовала расчетам поступления воздуха в топливник. В центре прижимного круга делают отверстие, диаметр которого должен совпадать с внешним диаметром воздуховода, и они прочно привариваются друг к другу. Затем к нижней части поршня нужно присоединить лопасти высотой до 40 мм, которые используются для равномерного распределения кислорода по всей топке.

Они бывают ровные и округлые. Можно использовать те и другие, но при закругленных дымовой поток идет, как по спирали, и его путь замедляется. В конечном счете теплоотдача печи увеличивается. По центру поршня со стороны трубы приделывается рассекатель. Сверху трубы устанавливается заслонка с фиксатором, чтобы регулировать поступление первичной порции воздуха. В верхний проем, который прорезается на корпусе, монтируется патрубок с помощью сварки сплошным швом. Из разных металлических отходов сооружается опорная рама с ножками.

Важной частью при создании буржуйки является дымоход с трубами, диаметр которых должен быть чуть больше 10 см. Надо также приготовить три колена и заглушку и все последовательно присоединить друг к другу:

Руководство по эксплуатации

В пиролизных печах используются только сухие дрова . Дело в том, что когда сжигается сырая древесина, выделяется большое количество водяного пара, и он намного снижает температуру разогрева топлива. Кроме того, не происходит полного сгорания летучих веществ, и при охлаждении в дымоходе они остаются на его стенках, которые при очистке очень трудно удаляются. При сгорании сырых дров выделяется много вредных химических веществ, влияющих на окружающую среду и здоровье людей.

У хорошо просушенного топлива отходы в основном состоят из углекислого газа и водяного пара, а снаружи можно видеть небольшое, едва уловимое движение воздуха. Перед заполнением печи дровами поршень вынимается. Время работы буржуйки и ее теплоотдача зависят от плотности укладки топлива. Даже маленькие просветы между поленьями засыпаются щепками, стружкой, опилками и т. д. Поверх всего кладут тряпку, смоченную в керосине, и, поставив на место поршень, отопительный прибор плотно закрывают крышкой. Только после этого бросают туда горящую спичку.

Класть в печку различные бытовые отходы, кроме бумаги, не рекомендуется. Все пластиковые изделия и пузырьки от шампуней, пенопластовые вкладыши, полиэтиленовые пакеты при сжигании выделят много опасных элементов, которые не смогут разложиться даже в процессе пиролиза. К тому же они выделят высокий процент сажи, которая засорит дымоход раньше положенного времени.

Предлагаем вашему вниманию модель отопительной печи длительного горения, которая ее разработчиком признается наиболее оптимальной и аккуратной после нескольких вариантов изготовления.

А вот такую печку (фото ниже) можно приобрести в интернет-магазине.

Взгляните сначала на прототип, если можно так сказать о фабричном котле долгого горения Стропува литовских производителей.

В описываемой нами самодельной дровяной печи долгого горения из бочки заимствован принцип горения дров или другого топлива сверху, с опусканием огня вниз по мере сгорания дров, что как раз дает эффект продлевания процесса. Ее сделал впервые несколько лет назад человек по имени бубафоня (bubafonja –его ник на форуме, где он изложил свою идею). Поэтому его конструкция и печки, сделанные другими по его примеру, в интернет-обсуждениях получили название “печь бубафони” или просто “бубафоня”. Печка действительно интересная и стоит изучить подробнее, как мастер ее создавал. В конце статьи будут размещены также видео с бубафонями других мастеров.

Схема печи долгого горения

Сначала взгляните на схему печи длительного горения.

По схеме видно, что печь работает нестандартно, горение происходит сверху, дым уходит в боковое отверстие и далее в трубу. Блин опускается вниз по мере прогорания топлива.

Какие материалы использовались?

Железная бочка на 200 литров; металлический круг (блин) диаметром несколько меньше, чем бочка; 4 швеллера или уголка высотой 50-60 мм с длиной меньше радиуса блина; труба 100 мм для поддува; труба 150 мм для дымохода длиной 5 метров.

Как Бубафоня собирал печь

Необходимо было срезать верхнюю кромку бочки. Перепробовав много способов, он остановился на болгарке. Итак, срезан болгаркой верх бочки. Получился аккуратный цилиндр, дно которого герметично.

Далее мастер взял крышку с готовой отбортовкой.

Далее мастер подогнул края бочки-цилиндра вовнутрь, посредством молотка и кувалды.

А крышку, чтобы она не сползала, наоборот, он подогнул краями наружу, одел ее на верх бочки, чтобы она сидела устойчиво, не сползала. Далее он взял трубу диаметром 100 мм, ее длина подгоняется так, чтобы сравнять с высотой бочки. То есть длина трубы равна высоте бочки. Использовав зубил, мастер в центре этой крышки сделал отверстие на 2 мм больше диаметра нашей 100-миллиметровой трубы, то есть диаметр отверстия получился приблизительно 102 мм. Отверстие от пробки бочки лучше не заваривать а просто вкрутить пробку и, в ходе эксплуатации печи длительного горения, откручивая ее, контролировать процесс горения, заглядывая в топку.

После этого он на верхней части бочки отметил место, к которому будет присоединяться дымоходная труба.

На следующем шаге он сделал отверстие на месте разметки и приварил к корпусу трубу на 150 мм. И сразу внутри трубы установил перекрывающую заслонку. Корпус печи долгого горения готов.

Далее была изготовлена воздухоподающая часть. Автор печи использовал ещё одну крышка от бочки, но можно брать вырезанный из металла круг меньшего диаметра диаметра бочки. Он взял трубу поддувную на 100 мм и приварил по центру предварительно вырезанного отверстия во внутреннем экране – движущейся вверх-вниз горизонтальной перегородке. Если вы будете повторять печку, нужно подогнать блин так, чтобы он был чуть меньше диаметра бочки на пару сантиметров по периметру. По периметру блина края отогнуты для большей жёсткости, чтобы не скручивало от высокой температуры. На фото отверстие от пробки. Отверстие на фото от пробки открыто, но его нужно заварить, так как в процессе работы печи газы должны протекать вверх только по краям этого блина.

Книзу блина приварил куски уголков, но можно и куски швеллера.

Теперь устройство для подачи воздуха готово. Оно вставляется внутрь бочки. В верхней части трубы воздухоподачи ставится регулировочная заслонка. К внутренней стенке трубы вертикально приварил шпильку с резьбой, под эту шпильку на краю заслонки сделал отверстие так, чтобы заслонка, которая насажена на шпильку, аккуратно закрыла трубу. Насадив заслонку, гайкой-барашком затянул ее. Ослабляя гайку, сдвигая заслонку относительно края трубы и затягивая гайку обратно, можно будет регулировать поступление воздуха в топку.

Наконец, сверху установлена крышка и вот, готовая печка перед нами.

Как сделать дымоходную трубу

Оптимальна высота трубы более 5 метров для лучшей тяги. Устанавливается она рядом с печью. Нижнюю часть лучше сделать на ножках. Под коленом строго необходимо вварить шаровой кран. Он нужен для слива создающегося в трубе конденсата. Печка подсоединяется встык к колену от дымохода и затягивается хомутом. Под хомутом нужно положить стеклоткань для лучшей герметизации. Дрова полностью сгорают. Пепла образуется мало, можно долго, на протяжении 2 недель не убирать его. Однако нужно знать, что с увеличением пепла снижается длительность горения, так как становится меньше объем топочного пространства.

Закладка дров и растопка печи долгого горения на дровах

Снимем крышку. Вынимаем воздухоподающее устройство. Наложим внутрь дрова, лучше не выше нижней кромки дымоходного выхода. Можно класть дрова диаметром до 20 см. На верхний слой дров кладем мелкую щепу. Сверху на тряпку или бумагу поливаем совсем немного керосину или отработанного масла. Потом сверху ставим воздуха подающую часть. На трубу одеваем наружную крышку. Открываем поддувную заслонку и бросаем туда, внутрь трубы, зажжённую тряпку. Как только дрова разгорятся с характерным треском, можно поддувную заслонку полностью перекрыть. В таком режиме она может работать очень долго, целыми сутками.

Такова действующая основа. Многие мастера повторяют печку бубафони, используя не только бочки, но и другие подходящие заготовки и материалы.
Из бочек можно делать и

Максимальный эффект обогрева при не большом количестве топлива можно достичь, только с использованием устройства обладающего большим КПД. Таким устройством является самодельная печь с длительным горением, которая не требует постоянной загрузки топлива. Для такой печки достаточно сделать одноразовую полную загрузку дров, и она будет гореть в течение 10 часов, а то и больше. Такие агрегаты удобны для использования в не больших теплицах и дачных домов. Такую печь можно изготовить самостоятельно с помощью подручного материала, а для этого не нужно вызывать специалиста.

Самодельные печи длительного горения: модельные варианты

Для дачных поселков есть проблема с источниками тепла, а без обогрева дачного дома выжить практически не как. Всем известно, что за городом нет магистрали центрального отопления, газопровода, а так же периодические перебои с подачей электроэнергии, а котлы не каждому владельцу по карману.

Стандартные печки, которые работают на дровах, имеют недостатки, в том, что в них быстро прогорают дрова, а это означает, что необходимо постоянно следить за добавлением топлива в них.

Печь с длительным горением, которая работает на твердом топливе, способна гореть и поддерживать температуру в помещение от 10 часов, так как топливо в такой печи не горит, а тлеет.

Твердотопливные печи с длительным горением рассчитаны на работу на:

Дровах или угле;
Стружке и опилках;
А также на пеллетах и топливных брикетах .

На рынках и в интернете можно приобрести собранную заводскую печь, которая имеет разные габариты и мощность. Такие печки имеют эстетичный вид, но их стоимость довольно таки высокая. Если конструировать такой агрегат самостоятельно, то вы сэкономите приличную сумму, а материалы для изготовления такого агрегата можно найти в сарае или гараже.

Конструкция печи длительного горения: чертежи

Такие печи как печи длительного горения имеют свои конструктивные особенности в наличие двух камер горения.

А именно:

Одна камера горения выполняет пиролиз топлива;
Вторая камера дожигает дровяные газы.

Расположение этих 2х камер горения может быть по-разному друг от друга. Есть такие модели установок с длительным горением, которые загружаются дровами сверху. Такие модели в результате первичного тления уплотняют и опускают дрова в низ, а газы поступают в камеру дожигания. Камера дожигания может быть расположена не только снизу, а и через боковую перегородку от первой камеры.

Печи такого типа всегда оборудуют вентиляторами поддува, который направляет тягу в необходимую сторону, а именно в сторону камеры дожигания.

В других моделях печей камеру горения располагают снизу камеры дожигания. Таким образом, газы поднимаются в камеру дожигания без принужденной тяги. Для печей таких моделей не нужен вентилятор, но загрузочная камера в них меньше. Подачу воздуха для интенсивности горения в этом случае регулируют с помощью заслонки. Заслонка тоже имеет разные виды, зависит это от типа печи.

Мы рассмотрим самый простой вариант печи. Такая конструкция считается оптимальным вариантом для загородного дома или дачи. В качестве примера возьмем печь длительного горения Стропува. Эта печь вертикально цилиндрической формы, которую можно соорудить из трубы диаметром от 250до 450мм.

Материалы, которые необходимы для конструирования печи такие:

Трубы диаметром от 250-500 мм, труба 100 мм и труба 80 мм;
Стальной лист толщиной от 4х мм;
Швеллер.

Также необходимы кое, какие инструменты.

А именно:

Сварочный аппарат и газовый резак;
Молоток и болгарка;
Мел и рулетка.

Начинаем конструирование печи с приварки к корпусу нижнего блина. После этого устанавливаем внутрь пресс в виде трубы и на этот пресс устанавливаем блин с отверстием. Блин просто одеваем на пресс, который является трубой диаметром 80 мм, и обвариваем его по краям корпуса печи.

Далее вешаем дверцы, изготовленные из вырезанной части, но только с приваренными уголками по периметру. Под уголки необходимо прикрепить асбестовый шнурок или полосу, необходимо это для герметичности камеры горения.

Печка медленного горения: преимущества и недостатки

Такая печь имеет положительные стороны и минуса, в принципе, как и любой другой агрегат.

К основным достоинствам отнесем:

Экономность в расходе топлива;
Высокий КПД, который составляет 90%;
Универсальность видов топлива для оптимальной работы;
Маленькие габариты;
Легкость в управление агрегатом и подачей воздуха;
Легкая конструкция.

Все эти положительные стороны относятся не только к печам, которые изготовленные в заводских условиях, а и к печам собственно ручного изготовления. Самодельные печи быстрого горения очень просто сделать из любого материала, даже из арматуры, но для этого нужны чертежи. Без них печка не будет функционировать, а все ваши новые дымоходы придут в непригодность.

Последовательность действий и конструкция печи длительного горения

По конструкции печь очень простая. Она состоит из нескольких частей таких как: корпус, крышки, дымоотвод и распределитель воздуха. Для того чтоб печь устойчиво стояла на месте можно воспользоваться уголками, которые необходимо приварить к корпусу, а для того чтоб удобно было удалять золу, необходимо сделать зольник.

Порядок изготовления печи должен быть такой:

Выпускаем из старого газового баллона остатки газа и затем промываем проточной водой. После промывки срезаем верхнюю часть баллона, из которой потом можно будет изготовить крышку печи с отверстие в центре 6см. края этой верхней части и сам корпус необходимо шлифовать, для того что б она плотно одевалась на печь.
Делаем отверстие в верхней части баллона, а затем привариваем горизонтально отрезок трубы диаметром 4см, необходимо это для дымохода.
Далее делаем в нижней части прочистную дверцу зольника. Для изготовления такой дверцы необходимо вырезать в нижней части баллона прямоугольник, зачистить корпус и вырезанный метал приварить к вырезанному куску петли и установить уже изготовленную дверцу в вырезанное место, но важно не забыть за задвижку.

Таким методом у вас получится отличная пиролизная печь медленного горения, которую очень просто сделать самому.

Для устойчивости баллон ставят на ножки. Для этого необходимо отрезать одинаковые 4 е уголка и приваривают их к корпусу печи. А для того чтоб было удобно переносить в случае необходимости по бокам корпуса привариваем колосники.

Самодельные печи длительного горения на дровах (видео)

Теперь вы знаете, как создать шедевр самостоятельно. Для красивого вида изготовленную печь, можно окрасить краской, но предварительно зачистить корпус от окалин, ржавчины и грязи. Такая краска необходима по той причине, что любая другая очень быстро выгорит, от высокой температуры корпуса печи при работе. Составляйте чертежи, придумывайте идеи и вперед к творениям.

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:

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):

Сушка – из закладки топлива удаляются излишки влаги. Сушка может осуществляться как отдельно, в процессе подготовки топлива, так и в топке, за счет тепла растопки.
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.
Когда температура достигнет точки вспышки пиролизных газов, то при наличии свободного кислорода начинается горение. Температура повышается до более 600 градусов, и начинает гореть карбон.
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:

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.

На стационарной стадии процесса футеровка работает как тепловой буфер: при избытке пиролизного тепла поглощает его, а при остывании закладки отдает.

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.