Принцип работы, конструкция, чертёж печи длительного горения


Бум на твердотопливные печи, который возник на рынке отопительного оборудования, имеет несколько причин. Во многом он обуславливается массовым строительством дач и загородных домов в местах, где нет возможности подключиться к магистральному газу. Сыграло роль и значительное подорожание энергоносителей, вынуждающее дублировать установленные отопительные агрегаты котлами, работающими на дровах и угле. Но главное, что хочется отметить, это появление конструкций, использующих совершенно иной подход к сжиганию твёрдого топлива, благодаря которому удаётся в несколько раз увеличить время между загрузками. Агрегаты, использующие новый принцип, различаются по сложности, габаритам и производительности. Сегодня мы расскажем о простой печи длительного горения, которую можно построить своими руками за выходные. Конечно, такой агрегат не подойдёт для отопления большого дома, а вот для обогрева подсобных помещений, гаража или теплицы он будет незаменим. Тем более что материалы для работы найдутся на любом пункте приёма металлолома.

Какие отопительные приборы относятся к печам длительного горения. Преимущества и недостатки существующих конструкций

s68062823.jpg
Разнообразие конструкций котлов длительного горения позволяет выбрать оптимальный вариант для изготовления своими руками

Каждый, кто хоть раз топил дровяную печку, обращал внимание, что топливо в ней может гореть с различной скоростью. При полностью открытом поддувале и свободном дымовом канале в топочную зону интенсивно поступает воздух, поэтому дрова сгорают быстро и с высокой температурой. При этом корпус печи раскаляется лишь на несколько минут, а огромная доля тепловой энергии оказывается выброшенной в дымоход. Выходом из этой ситуации является ограничение количества кислорода в рабочем пространстве печи, которого добиваются частичным перекрыванием поддувала. Дрова начинают тлеть, а языки пламени становятся тусклыми и коптящими — прибор переходит в газогенераторный режим работы. Процесс горения растягивается на несколько часов, во время которых температура твердотопливного агрегата остаётся практически неизменной. Сложности заключаются в том, что эксплуатация отопительного котла в таком состоянии требует постоянного участия оператора, иначе огонь может полностью угаснуть. Кроме того, недостаток кислорода сказывается на полноте сгорания топлива. Активно выделяющиеся горючие углеродные соединения (пиролизные газы) попросту не могут окисляться и гореть, что приводит к чрезвычайно низкому КПД устройства.

Пиролиз — процесс разложения твёрдого топлива при высокой температуре и недостатке кислорода. Образующиеся в результате так называемой сухой перегонки летучие углеводородные соединения представляют собой газ, теплота сгорания которого приближается к метану.

s45827366.jpg
Схема работы заводских котлов длительного горения чаще всего основана на пиролизном сжигании топлива

В отличие от традиционной конструкции, схема работы печи длительного горения предполагает дозированную подачу воздуха не снизу, а сверху. Поскольку кислород поступает лишь к тонкому слою топлива, исключается возможность возгорания всей загрузки, что существенно увеличивает длительность работы агрегата. Горючие газы, которые ранее удалялись вместе с дымом, в современных «долгоиграющих» моделях полностью сгорают. Для этого печи оборудуются зоной дожига, воздух в которую подаётся по отдельным каналам. Высокая температура горения пиролизных газов позволяет повысить КПД прибора и намного уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу. Что же касается других отличий, то отопительные печи новой конструкции нетрудно узнать по более объёмной загрузочной камере. Возможность многократно увеличить топливную закладку, которая появилась благодаря смещению зоны горения в нижний слой топлива, и определяет длительный режим работы.

Устройство печи и ее свойства

Просмотрев эскизы и проекты кирпичных печей, и выбрав конкретный вариант, следует обращать внимание не столько на ее внешний дизайн, сколько на внутреннюю структуру. Устройство отопительно-варочной печи определяет ее эксплуатационные качества, а в конечном итоге – и срок службы.

Внутренняя конструкция отопительно-варочной печи не зависит от места расположения самого прибора в доме. Кухонная печь может находиться посредине помещения, в углу или у стены.

Основные конструктивные элементы отопительно-варочной печи:

  • Шанцы (тепловоздушные каналы);
  • Зольник (или поддувало);
  • Колосниковая решетка (для сообщения топки с зольником);
  • Под (скат к колосникам);
  • Топочная камера;
  • Прогар (дымоотвод);
  • Свод топки (отделяет зону горения от зоны догорания в топочной камере);
  • Отдушник (отверстие, через которое в отопляемое помещение поступает тепло);
  • Наружная стена;
  • Дымооборот (Канал, соединяющий топочную камеру с дымоходом);
  • Перекрытие;
  • Дымоход;
  • Отступ (пространство между дымоходом и печью);
  • Дымовые задвижки;
  • Теплоотдающие стены.

Подробное устройство печи

Теплоотдача печи определяется количеством тепловой энергии, выделяемой печью в час, и зависит от количества использованного топлива. Теплоемкость (возможность сохранять тепло от сожженного топлива) измеряется в часах. Разные печи имеют разный уровень теплоемкости, которая также зависит от степени утепления стен и перекрытий, окон и дверей дома.

Расположение печи в доме влияет на количества тепла. Дом с печью, стоящей посредине, будет теплее.

Виды

Существуют два основных типа дровяных печей некаталитические, например, чугунные норвежские камины и каталитические, как финские печи. Третий вариант — гибрид двух.

Некаталитические дровяные печи используют систему дожигания, в виде перегородки. Этот элемент находится внутри топки прямо под плитой. Перегородка закачивает кислород в топку, по существу позволяя огню дожигаться перед выходом из газохода. Такие печи нагреваются намного быстрее, чем печи на каталитической древесине. Они продаются чаще, чем каталитические, и стоят дешевле.

Каталитическая дровяная печь обычно дороже и требуют большего технического обслуживания, поскольку каталитический нейтрализатор необходимо регулярно чистить. При использовании печи такого типа необходимо проделать небольшую работу, потому что вам нужно следить за температурой и перемещать ручку, как только температура достигнет 500 градусов. Каталитическая камера сгорания увеличивает скорость химической реакции (сжигание древесных газов) и, следовательно, температура увеличивается. Гибридная дровяная печь сочетает в себе технологии системы дожигания и каталитической камеры сгорания.

Отопительные устройства подразделяются по длительности процесса горения:

  • Быстрого горения — до 5 часов;
  • длительного горения — от 5 до 7 часов;
  • продолжительное горение — от 8 до 10 часов.

Самостоятельное изготовление печи

Давайте разберемся, как изготовить печь длительного горения своими руками, используя имеющиеся материалы и подходящий инструмент. Мы будем делать «бубафоню» и буржуйку, после чего рассмотрим вопрос о способах модернизации нашего самодельного оборудования.

Чертежи и схемы

Несомненным достоинством представленной выше конструкции «буржуйки» долгого горения является нетребовательность к размерам. Как правило, для правильной работы печи достаточно знания принципов её работы и соблюдения основных пропорций. Тем не менее, представляем вашему вниманию чертежи и схемы действующих конструкций, изготовленных и испытанных в реальных условиях.

s23401871.jpg
Чертёж печи с вертикальной загрузкой

s74223909.jpg
Чертёж котла длительного горения

s53395889.jpg
Схема печи длительного горения с открытым воздушным каналом

s67771311.jpg
Чертёж котла

Изготовление жиклера

На следующем этапе нужно изготовить простейший жиклер для подачи вторичного воздуха. Для этого автор использовал отрезок водопроводной трубы, который он слегка удлинил, и просверлил в нем отверстия диаметром 8 мм в количестве 5 шт.

Суть работы жиклера в следующем: снизу печи будет подаваться воздух, который подогревается в топочной камере и далее подается из отверстий во вторичную камеру. За счет этого и будут догорать несгоревшие пиролизные газы. В процессе работы печи в режиме тления из отверстий жиклера вырывается пламя.

Кирпичные печи и пиролиз

кирпичная печь длительного горения чертеж

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

Специалисты утверждают, что для полноценного обогрева частного дома отлично подойдет кирпичная печь длительного горения. Чертеж конструкции простой, а потому ее можно организовать своими руками. Мощность нагревательного оборудования достигает 50 кВт и выше. Существуют схемы печи с водяным контуром. Также читают: «Какую печь выбрать для обогрева дома: кирпичную или ракетную?«.

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.

Популярные модели

Рынок отопительного оборудования широко представлен моделями длительного горения. Сегодняшние дровяные обогреватели намного эффективнее, чем печи, которые использовались десятилетия назад. Благодаря постоянно растущей стоимости пропана, природного газа и мазута, отопление дровами дает отличный способ сэкономить средства, сохраняя тепло и уют в течение всей зимы.

Дополнительная информация! Кроме того, современные технологии не только делают использование дровяной печи более безопасным и легким, они сделали их более эффективными. Ниже предоставлены модели, имеющие высший рейтинг популярности у россиян в 2019 году.

Конструкция Булерьян

Эта канадская модель печи, с характерной цилиндрической топкой с толщиной металла 6.0 мм. Дверца расположена на торце конструкции, что весьма удобно. Трубы привариваются корпусу устройства. При горении топлива, горючие газы с помощью конвекционного теплообмена отдают тепло воздуху через стенки труб. Топочное пространство оборудовано колосниковой решёткой.

Перегородка, установленная в камере с цилиндрической конструкцией, делит топочную камеру на две части, в первую загружают дрова, в ней образуется пиролизный газ, а во второй он сжигается. Дымоход устроен напротив дверцы камеры. Летучие вещества циркулируют вдоль передней стенки и полностью сгорают, образуя дымовые газы, которые поднимаются в верх топки и выходят через отверстие дымохода.

Обратите внимание! Устройства отличаются высокой эффективностью, они работают с уровнем КПД от 90%, обеспечивая скорость нагрева помещений за 10-15 минут. Они могут использовать разные виды дров и брикетов. В торговой сети имеются стандартные «Булерьяны», так и варианты печи с внутренним водяным контуром или варочной плитой.

Отечественная печь Бренеран

Это прекрасный российский аналог по техническим характеристикам не уступает канадской печи Булерьян. Производитель выпускает агрегаты с европейским стандартом качества. Классифицируются они с маркировкой АОТ, цифровой индекс означает мощность агрегат в кВт:

  1. АОТ-6, мощность 6кВт, площадь нагрева до 60 м2;
  2. АОТ-19 − тепловая нагрузка 35кВт, отапливаемая площадь − 260 м2.

Печи могут комплектоваться стеклянными дверцами, а варианты моделей АОТВ имеют водяной контур.
Основным минусом российской сборки — слабая герметичность дымового патрубка, из-за чего, образующийся конденсат способен попасть в топочную.

Российские обогреватели Бутакова

Эти печи запатентованы профессором Сергеем Ефимовичем Бутаковым. Продукция, сертифицирована, при испытаниях конструкция продемонстрировала уникальные технические возможности. Существует несколько разновидностей агрегатов, отличающихся между собой тепловой мощностью и габаритами.

Конструкция этой модели универсального типа и может использования, как домашнего отопления, так и для медленного обогрева бани. Агрегаты обладают отличными показателями в работе и могут использоваться в любых условиях. Печь «Студент» с тепловой производительностью 9.0 кВт и массой в 70.0 кг обогревают помещения с объемом 150 м3, а марка «Профессор» с массой в 235.0 кг и тепловой нагрузкой 40 кВт нагревает объём в 1000 м3.

Дизайн данной модели более интересен, чем у «Бренеранов». Конструкция печи более продуманная, что позволяет выполнять точную регулировку подачи кислорода, тем самым обеспечивая полноту сгорания.

Недостатком печи «Бутакова», так же как «Бренеран» отсутствие конденсатосборника, что усложняет эксплуатацию дымоходов.

Необходимые материалы и инструмент

Прежде чем приступать к постройке печи длительного горения, подготовьте такие материалы:

  • двухсотлитровая бочка из-под ГСМ. Желательно выбирать ёмкость с толстыми стенками, без повреждений и сильно проржавевших участков. В качестве корпуса можно использовать трубу подходящего диаметра или баллон из-под пропана (бытовой на 50 л или автомобильный на 80–100 л). Кроме того, печку можно изготовить из листовой стали толщиной не менее 3 мм;
  • металлическая труба диаметром не менее 60 мм — для обустройства воздушного канала;
  • стальная труба диаметром 100 мм — для изготовления дымохода;
  • стальной швеллер или уголок с полкой 50–60 мм;
  • лист металла толщиной 5–6 мм размерами чуть больше диаметра корпуса — для изготовления распределителя воздуха;
  • стальной лист толщиной не менее 3 мм, который потребуется, чтобы сделать крышку;
  • петли для нижней дверцы.

Что касается инструментов, то они найдутся у любого уважающего себя домашнего мастера:

  • сварочный инвертор или трансформатор;
  • угловая шлифовальная машина (по-народному «болгарка»);
  • зачистной и отрезной круг для УШМ;
  • электрическая дрель;
  • набор свёрл для работ по металлу;
  • молоток;
  • наковальня;
  • мерительный и разметочный инструмент.

Если конструкция отопительного агрегата предусматривает обустройство водяного контура, то дополнительно требуется запастись листовой сталью и двумя резьбовыми патрубками для врезки котла в гидравлическую отопительную систему.

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.

Особенность установки печи длительного горения

Стены рядом с печью необходимо отделать изоляционным материалом

Толщина блинов

Эта величина находится в обратной пропорциональности к внутреннему диаметру D. Необходимо добиться оптимального нажима поршня на топливную закладку. Если давление будет недостаточным, это приведет к снижению коэффициента обратного действия. Как результат, может случится обратное возгорание топки с дальнейшим выходом дыма через трубу. Если же поршень будет очень тяжелым, это заметно уменьшит необходимую для качественного горения воздушную прослойку: в результате пламя затухнет.

Соотношения между внутренним диаметром и толщиной блинов примерно такие:

  • 30 см – 6-10 мм.
  • 40 см – 6-8 мм.
  • 60 см – 4-6 мм.
  • 80 см – 2,5-4 мм.

Самостоятельное изготовление

Самодельная дровяная печь или обогреватель — это экономичный способ приготовить еду и согреться в холодное время, не тратя огромные деньги на покупку дорогостоящих обогревателей. Они не требуют сложной профессиональной подготовки и заводских условий производства. Эти конструкции по плечу умелому домашнему мастеру. Тепловая нагрузка подобного нагревателя достигает 35 кВт и может обеспечить теплом помещение до 30 м2. Работает она на дровах или пеллетах, достигает заводских КПД до 80-85 %, с максимальной длительностью до 8 часов.

Печь из газового баллона

Перед тем как начинать изготовление обогревателя, нужно помнить, что выполнение проекта сопряжено с опасными факторами: работа с огнем, расплавленным металлом и газом. Поэтому домашний умелец должен иметь защитную термостойкую одежду и средства защиты: перчатки, сапоги, куртку, брюки и маску.

Для начала потребуется пустой газовый баллон, который будет основой конструкции, лучше использовать объемом 27 л. Баллоны меньшей емкости будут неэффективными, и не смогут нагреть даже небольшую баню.

Важно! Прежде чем работать с газовым баллоном его нужно подготовить для безопасного использования. Сначала убеждаются, что он действительно пустой. Выносят его на улицу и снимают верхний кран. При этом нужно быть осторожным, потому что, в баке все еще может оставаться небольшое количество газа. Для того чтобы окончательно удалить все остатки газа, сосуд наполняют водой и сливают воду.

Операцию проводят на открытом воздухе, сливная вода должна быть утилизирована. После этой операции газовый баллон безопасный для использования. Тем не менее, чтобы не рисковать и полностью обезопасить себя и своих близких от возможного взрыва при выполнении подготовительных работ, лучше обратится в специализированную газовую службу и приобрести у них уже подготовленный б/у баллон для сварочных работ.

Особенности установки

Пиролизная печь должна устанавливаться в подсобном помещении, например, в подвале, если ее используют для обогрева жилого дома. Он должен быть оснащен системой принудительной вентиляции. Агрегат устанавливается на специальную бетонную или металлическую платформу. Если правила монтажа были соблюдены, печь проработает на одной закладке топлива до 14 часов.

Производители предлагают немало разновидностей агрегатов данного типа. Заводское изготовление гарантирует надежность корпуса, соблюдение технологических приемов и автоматическое управление процессом горения в обоих камерах. Как правило, заводские модели обладают высокой степенью защиты от закипания, оснащаются предохранительными клапанами, регуляторами автоматической подачи воздуха.

Видео по теме

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Подписаться

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:Топливные пеллеты

  • 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.

Булерьян в интерьере

Компактные печи, которые можно перемещать, очень удобны в некоторых ситуациях. Например, если вы часто перемещаетесь или у вас небольшое помещение, которое нужно отапливать.

Печи Булерьян своими руками: принцип работы

, разновидности, а также пошаговая инструкция по сборке.

Об организации отопления альтернативными способами читайте в этой статье.

Видео: Работа печи длительного горения, изготовленной из бочки

Рассмотренная конструкция обладает всеми достоинствами печей длительного горения, однако, специфика использования этого отопительного агрегата может превратить преимущества в недостатки. Например, если в отапливаемом помещении необходимо поработать час или два, то лучше использовать обычную буржуйку — она и тепло даст сразу же после возгорания дров, и прогорит топливо как раз к моменту вашего ухода. Если же потребуется обогревать помещение целый день, то более подходящей конструкции просто не найти. В отдельных случаях можно установить и два отопительных агрегата, подключив их к одному дымоходу. Благо, места при этом потребуется совсем немного.

  • Автор: Наталья Иванцова
  • Распечатать
Оцените статью:

(8 голосов, среднее: 4.5 из 5)


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.