Особенности печей длительного горения, технические решения, применяемое топливо

Схемы изделий довольно разнообразны, тем самым у конструкций значительно расширяется функционал. Существует два типа материалов для изготовления агрегата: железо и кирпич. Отопительные устройства из кирпича усовершенствовал Игорь Викторович Кузнецов. За основу он брал разработки Иосифа Самуиловича Подгородникова. Тем самым печи Кузнецова стали значительно отличаться повышенным КПД. С его конструкциями мы ознакомились в предыдущей статье. В этой же рассмотрим основные моменты изготовления металлических печей на дровах длительного горения своими руками со схемами.

Рассмотрим разновидности некоторых обогревательных устройств, выполненных из металла. Теплообмен в них осуществляется следующими способами:

  • через металлические стенки;
  • методом конвекции посредством воздушной рубашки;
  • через водяную рубашку.

Разновидности печей длительного горения:

  1. «Лачинянка» – довольно-таки непростая конструкция, функционирующая на одной закладке угля до семи дней (требуется около 25 кг).
  2. Печь на отработанном масле.
  3. «Булерьян» – устройство для воздушного отопления.
  4. «Бубафоня». Подобную конструкцию довольно легко изготовить, используя газовый баллон или металлическую бочку.

Основа для разработки печи длительного горения своими руками – чертежи.
Информация о том, как правильно изготовить конструкцию, представлена сразу в нескольких статьях, ведь технологии выполнения работ довольно сложны и существенно отличаются друг от друга.

В статье «Булерьян» своими руками» читайте о том, как сделать печь самостоятельно. Там же представлены схемы и чертежи, доступные для скачивания, а также пошаговая инструкция по сборке и сварке.

Существует множество разновидностей печей на отработке. В гараже часто устанавливают устройство капельного типа. Массивный, но более долговечный вариант – печь на отработанном масле из газового баллона. Для отопления больших помещений по типу склада используют печь на отработке с водяным контуром.

«Бубафони» тоже бывают разными. Среди самых распространенных отмечают устройство из бочки и агрегат из газового баллона, который является более долговечным, так как его стенки толще и медленнее прогорают.

Преимущества котлов длительного горения

Приобретение печи длительного горения, изготовленной в условиях промышленного производства, позволяет получить в пользование агрегат, имеющий презентабельный вид и гарантированный срок службы. Помимо этого такое устройство обеспечивает высокую степень безопасности эксплуатации. Недостатком таких устройств является высокая стоимость агрегатов. Это вынуждает многих задумываться над вопросом о том, как сделать печь длительного горения своими руками. Пиролизную печь сделать своими руками достаточно сложно. Прежде чем браться за изготовление печи длительного горения своими руками, следует изучить принцип работы и устройство такого агрегата. Помимо этого человек, решивший сделать печь длительного горения своими руками, должен обладать большим опытом работы с металлом и владеть определенными профессиональными навыками.

Печи длительного горения, изготовленные своими руками способны работать на следующих видах твердого топлива:

  • дровах;
  • угле;
  • опилках.

Все перечисленные виды топлива имеют относительно невысокую стоимость, что и обеспечивает популярность этого типа оборудования для обогрева. Наиболее распространенным агрегатом среди домовладельцев стала печь длительного горения на дровах своими руками, изготовленная в домашних условиях.Это обусловлено невысокой стоимостью топлива и его общедоступностью практически в любом регионе.

Использование твердотопливных котлов длительного горения в системе отопления помещений позволяет избавиться практически от всех недостатков, которые присущи классическим конструкциям котлов на твердом топливе. Пиролизные котлы, в отличие от классических твердотопливных обладают высоким коэффициентом полезного действия. Помимо этого такое оборудование не требует проводить периодической закладки дров или угля. Работа пиролизной печи может быть автоматизирована. При использовании самодельного теплогенерирующего агрегата автоматизация не требуется, так как одна закладка топлива способна обеспечить бесперебойную работу установки на протяжении 20 часов.

Бубафоня: просто и сердито

Одна из наиболее популярных в народе версий самодельных печей длительного горения – это Бубафоня. Её делают на основе стального цилиндра и приваривают к нему патрубки для входа и выхода кислорода в камеру сгорания топлива.

Бубафоня работает на твёрдом топливе, в ней нет избыточного тепла, поскольку воздух очень точно регулируется. Такая конструкция очень проста в сборке и экономна в плане расхода топлива.

Оно сжигается такими способами:

  • Традиционный способ – когда топливо сгорает естественным способом, а воздух поступает через открытое поддувало в камере, поэтому воздух в комнате может быстро прогреваться.
  • Экономный – горение происходит на верхних слоях дров, а наружный воздух туда поступает. Количество воздуха регулируется благодаря смене отверстия, в меру того, как сгорает топливо, горение перемещается постепенно вниз.

Стенки такой конструкции имеют особенность сильно накаляться, поэтому в целях безопасности их лучше оснащать металлическими экранами. Такая конструкция отлично подойдёт для прогрева не только жилых помещений, то и тепличных.

Печь длительного горения, изготовление самостоятельно

Идея наложить в печку дров как можно больше за один раз, чтобы они потом горели подольше, и к этой печке не нужно было бы подходить раз за разом, — не нова. Так пытались делать еще в давние времена. Но ничего путного особенно не получилось, и до нашего времени массово использовались классический камин, обычная (русская) печь, затем твердотопливный котел для нагрева воды. Но сейчас новые материалы, в частности, имеется возможность делать стальные конструкции в домашних условиях. Поэтому можно сделать печь для длительного горения дров даже самостоятельно. Какие конструкции лучше? — как не наделать ошибок ….

Чтобы в печи горело долго

Чтобы дрова горели долго, к ним нужно подавать воздуха немного, тогда они будут тлеть и сгорание одной закладки растянется на 12 – 24 часа.

При тлении будет выделяться в большом количестве СО угарный газ, и много летучей золы, — мелких частиц древесины, которые не сгорели из-за недостатка кислорода.

Для дожига всего этого дополнительно подают воздух во вторичную камеру, при этом СО догорает до обычного углекислого газа СО2, сжигаются зольные частицы, печь не коптит, а ее КПД оказывается не низким.

Для получения достаточного количества энергии тлеть на протяжении целого дня (12 часов и больше) должен большой объем дров, такой же, какой бы мы сожгли за это время в обычном котле. Поэтому сама конструкция должна быть достаточно объемной, рассчитанной на такую суточную закладку.
На этих принципах и создаются все печи длительного горения дров, подобные им котлы, пиролизные агрегаты…

Делают на заводах

Пиролизные котлы длительного горения изготавливают небольшие и средние предприятия. Солидные производители, если и имели в своем арсенале по подобному образцу в качестве экспериментальной модели, то уже забросили, и на выставках не показывают.

На это есть свои причины, связанные с принципиальными недостатками конструкций, из-за которых такой агрегат не может называться «от солидного производителя». Т.е. бочкообразные котлы с направлением горения сверху вниз, попросту портят имидж нормальной фирмы.

Но по отзывам для обычного и гаражного использования вместо буржуйки, такая конструкция очень подходящая.
Спрос на продукцию есть, и небольшие кооперативы и вторичные производства наполнили рынок «котлами длительного горения».

Читайте также  Сколько плиток в квадратном метре

Реализовать идею «подходить к печке один раз в сутки» стараются и домашние умельцы, благо изделие не сложное.

Что изготавливают самостоятельно

Можно обнаружить много конструкций пиролизного котла, но для изготовления в домашних условиях большинство из них не подходит – большая сложность, требуется трубогиб, множество сварных швов, а зачастую и сложные расчеты, после которых должна обеспечиваться точность изготовления. Например, в заводских условиях не редко изготавливаются котлы шахтной конструкции.

Но зато самостоятельно не сложно сделать печь по схеме с верхним горением закладки дров. Эта конструкция прощает ошибки в изготовлении, является самой распространенной, и наиболее легко изготавливается из того «что завалялось в гараже».

Нюансы изготовления

При изготовлении печи нужно работать с металлом толщиной до 5 мм, сделать множество сварных узлов. Требуется обращение «на ты» со сварочным аппаратом, без опыта работы со сталью, браться за такое не стоит.

Если есть необходимость в такой печи, то при отсутствии опыта, выгодно пригласить сварщика на день — два такой работы. Но предварительно нужно заготовить материалы и инструменты, сделать чертежи, разметки заготовок.

Основой корпуса может послужить даже старая бочка, кусок большой трубы, газовый баллон (разрезается заполненным водой).
Далее по схеме подвариваютя крышки, днища, ножки, лючок (можно использовать и покупной), во внутрь вставляется, поршень с воздухоподающей трубой, закрепляется дымоход. Кстати, не столь простая конструкция, желательно использовать заводской из нержавейки, иначе окислы в исходящих газах быстро могут съесть тонкую сталь. Дымоходы для котлов…

Печь работающая на опилках

Если есть доступ к опилкам, которые можно приобрести дешевле чем дрова, а иногда и бесплатно, то создание подобной печи имеет весомый экономический смысл. Печкой можно отапливать не только подсобные помещения, но и небольшой утепленный садовый домик, если ее переоборудовать в котел (нагрев воды для отопления) или установить в центре маленького помещения. Горение идет по центральной оси утрамбованной закладки.
Конструкция представлена на рисунке.

Печь длительного горения на большую закладку дров

Схема представлена на рисунке. Корпус может быть изготовлен, из бочки, баллона, труб большого диаметра, но желательно высотой не менее 1 метра, чтобы обеспечивалась достаточная продолжительность горения.

Мощность печи определятся тем, какой объем дров будет одновременно участвовать в горении. Это зависит от диаметра самой конструкции и от количества подаваемого кислорода и возможности его перемещения над слоем дров.

Поэтому важные элементы — регулятор подачи воздуха в первичную камеру под поршень, и высота ребер на опускающемся поршне.

Диаметр поршня меньше чем корпуса для свободного выхода газов, высота ребер на нем определяет зазор с дровами и возможность горения – согласно опыту оптимально 50 мм.

Подача воздуха в камеру осуществляется по трубе диаметром от 60 мм.

Она может выходить совсем из котла и забирать воздух снаружи. В таком случае на ней должен размещаться регулятор – изменяемое отверстие. Оптимально отверстие диаметром около 20 мм. Это более простая конструкция печи. Ее обычно и делают в домашних условиях.

Более производительным котел будет если оборудовать внутри корпуса объемную камеру подогрева воздуха, куда воздух будет поступать через регулятор в крышке, а затем по трубе (телескопической) направлять под поршень.

Несколько схем печи длительного горения

На схемах приведены размеры, которые являются примером, для возможного самостоятельного изготовления печи длительного горения.

Еще нюансы изготовления

Дожиг выходящих из под поршня газов происходит в верхней камере. Сюда должен поступать кислород в большом количестве – подача вторичного воздуха. Для ее регулирования делается лючок в верхней крышке. Но для домашних конструкций не герметизированные зазоры верхней крышки и являются отверстием для подачи воздуха для дожига.

Горючие газы отдают свое тепло корпусу непосредственно. Будет ли сделана водяная рубашка, хотя бы в виде спирали нержавейки или по известным схемам – вопрос необходимости и мастерства исполнения. Если имеется водяной теплообменник в корпусе – значит печь преобразуется в котел.

Газы отводятся по горизонтальном патрубку. Он должен быть слегка восстающим (тепле газы стремятся вверх) на всем протяжении. Может быть прибором отопления, если его в виде трубы большого диаметр уложить вдоль стены. Далее обустраивается вертикальный дымоход, который должен обеспечивать необходимую тягу для работы котла.

Пример создания простейшей печи из бочки

    Толстостенная бочка на 200 литров. У нее срезается крышка (если имеется), которая в дальнейшем послужит для создания крышки для печи.

К низу приваривается конструкция опор – корпус будет нагреваться, возможно не желательно, чтобы он опирался на пол непосредственно.

  • Внизу бочки вваривается дверца для чистки золы. Можно использовать покупную, аккуратно вырезав болгаркой отверстие необходимых размеров в корпусе.
    • С противоположной стороны от зольника вверху (в 50 – 100 мм от верха) врезается труба для отвода дыма. Как она будет далее стыковаться с дымоходом – решается по наличному материалу, — возможно сваркой, возможно на фланцах, или же дымоход сможет внатяг надеваться на данный патрубок с уплотнением шва.

      Необходимо изготовить крышку, если бочка изначально ей не комплектовалось. Используется листовой металл 3 – 4 мм, с приваренным ободом, — чтобы крышка надевалась сверху. В центре крышки прорезается отверстие для воздухоподающей трубы, диаметром на 3- 4 мм больше чем сама труба. Поверху крышки привариваются ручки.

    • В итоге получилась вот-такая «буржуйка» для большой закладки дров, с возможностью замедления их сжигания путем минимализации поступления воздуха под поршень, т.е. в первичную камеру.

    Как работает такая печь

    Дрова укладываются поплотнее – чтобы легче по поленьям переходило пламя, а также чтобы больше горючего материала поместилось.

    Если используются мелкие дрова, щепа, уголь, то утрамбовывать нельзя, необходимо чтобы воздух двигался внутри верхнего слоя более-менее свободно.

    Укладка осуществляется до уровня дымового патрубка, верхний слой поливается горючей жидкостью. Сверху устанавливается поршень и крышка печи. Если нет лючка для поджига, то зажженная пакля смоченная горючей жидкостью просто бросается в трубу для воздуха. Дрова постепенно прогорают и поршень с трубой опускается вниз.

    На днище полезно всегда оставлять часть золы, она является теплоизолятором и препятствует прогоранию металла.

    Схема и принцип работы.

    Конструкция печи состоит из нижней основной камеры первичного горения, в которой горит, точнее, тлеет древесина и верхней вторичной камеры, где догорают пиролизные газы, выделяемые при тлении древесины.

    Камеры разделяются подвижным поршнем который упирается в древесину и по сути создаёт две камеры нижнюю для горения древесины и верхнюю для догорания пиролизных газов. За счёт такой конструкции топливо сгорает полностью и отдаёт тепло по максимуму.

    Подача кислорода в нижнюю камеру идёт через трубу поршня, по мере сгорания древесины, поршень проседает под своим весом и тем самым не даёт древесине получить много кислорода и быстро сгореть.

    Интенсивность горения в печи регулируется заслонкой на вентиляционной трубе поршня, чем больше отверстие, тем больше поступает кислорода и тем интенсивней греет печь и наоборот, если прикрыть заслонку интенсивность горения будет меньше, и топливо будет гореть дольше.

    Читайте также  Крыльцо своими руками из металла

    Обычные печи для твердого топлива

    • имеют очень низкий кпд;
    • они требуют постоянного присутствия человека, чтобы тот подкладывал дрова;
    • автоматизировать процесс отопления вовсе невозможно.

    Схема газогенераторной печи своими руками.

    Печь длительного горения устраняет разом все вышеперечисленные недостатки. В печах такого типа горение заменяется на тление, что и позволяет увеличить длительность функционирования отопительного прибора до 15-20 часов. При таком времени горения автоматизация попросту не требуется. Если у вас есть желание, то можно переделать печь под «потребление» прессованных щепок и опилок.

    Перед началом работы приготовьтесь к тому, что вся работа от начала до конца будет сопровождаться постоянным шумом и грязью. Чтобы собрать печь длительного горения, подберите удобное место на улице, где рядом есть источник электроэнергии, ведь вам понадобится сварка.

    Делать чертежи вовсе не обязательно, так как составных частей для печи достаточно мало. Единственный чертеж, который можно выполнить заранее, — обозначить на листе бумаги верхнюю крышку и место для врезания трубы.

    Расходные материалы, которые понадобятся для создания печи длительного горения:

    Схема простой, но достаточно эффективной дровяной печи длительного горения.

    • большая металлическая бочка объемом около 200 литров;
    • 2 отрезка трубы (стальной);
    • швеллер металлический;
    • молоток;
    • киянка;
    • топор;
    • ножовка по металлу;
    • измерительные приборы — отвес, рулетка и строительный уровень;
    • 50 красных кирпичей;
    • листовая сталь (небольшой кусок);
    • аппарат для сварки и электроды;
    • строительная смесь для кладки кирпича.

    От конструкции зависит характер и способ отвода тепла. Корпус отопительного агрегата может быть оснащен защитным экраном. Такое устройство предотвращает возгорание располагающихся вблизи материалов и заметно улучшает теплообмен. Результатом являются отличные показатели эффективности. Так, печь буржуйка пиролизная длительного горения имеет КПД 90%.

    В ряде случаев установка печи длительного горения доме сопряжена с водяной обвязкой, которая напрямую присоединена к жидкостному контуру обогрева дома. При монтаже печи длительного горения требуется учитывать, что соприкасаясь с холодной жидкостью, корпус неизбежно будет остывать. Такой контакт отрицательно сказывается на процессе пиролиза, происходящего внутри.

    Во избежание потерь тепла требуется увеличить производительность нагревательного элемента (что технически сложно выполнить), либо располагать водяную рубашку на некотором удалении от корпуса.

    Принцип работы печей

    Пиролизом органического сырья называется нагрев биомассы до высокой температуры без доступа воздуха.

    Подробное строение пиролизной печи

    При таких условиях топливо преобразуется в смесь из трёх видов:

    • уголь (твёрдое);
    • органические газы (газообразное);
    • масла (жидкости).

    В зависимости от колебания температуры и скорости протекающих процессов, процентное содержание древесного угля, газа и масел меняется.

    Преимущества такого сжигания дерева в сравнении с традиционными:

    • большая эффективность при одинаковом количестве сырья;
    • незначительное отрицательное влияние на окружающую среду (например, по такому параметру, как СО2);
    • небольшое образование твёрдых несгоревших частиц (золы).

    Большинство бытовых пиролизных печек и котлов работают на дровах или брикетах. Качественные установки способны функционировать на смешанном сырье (черенки, кора, стружка, опилки, поленья). Независимо от видов топлива, в них происходит три процесса:

    1. Сушка и нагрев древесного материала в бункере с выделением газообразных компонентов.
    2. Сжигание газообразных продуктов.
    3. Сжигание твёрдых компонентов (древесного угля).

    Пиролизная печь отлично подойдет для дачи

    Каждый из этих этапов требует различных условий, поэтому правильное распределение температуры и других факторов, влияющих на химию процессов, является основой эффективной работы установки. Древесину сушат при температуре ниже 200°C. Процесс пиролиза начинается около 300°C. При этой температуре целлюлоза, как основной компонент древесины, разрушается с образованием лёгких соединений. Ближе к соплу температура в печи пиролизного горения поднимается до 200-700°C. Там биомасса освобождается от летучих соединений и превращается в древесный уголь.

    Выделенные газы нагнетаются в камеру сгорания, где получают доступ к необходимому количеству воздуха для сжигания, сгорают и выделяют тепло. Древесный уголь сжигается на колосниковой решётке. Необожжённые остатки осыпаются в золосборник.

    Подробнее о пиролизной печи:

    Дополнительные способы реализации потенциала стальной печи

    В этом случае действует одно простое правило: чем больше аккумулирующего материала (металла, воды, камня), тем больше тепла останется внутри дома:

    1. Если предполагается даже периодическое использование печи в качестве плиты, можно устроить дополнительные теплосъёмники на верхней стенке топки. Для этого нужно приварить на неё изнутри уголки или полосы на ребро во всю длину.
    2. Такие же рёбра на боковых стенках дадут от 5 до 10% улучшения эффективности. Заодно они усилят плоскость стенки.
    3. Если предусмотрен дымоход из стальной трубы, на неё также можно наварить уголки по длине, которые будут снимать часть остаточного тепла с отработанных газов. Это ещё плюс 3–5%.
    4. Наваренные вертикально по боковым стенкам обрезки круглой или профильной трубы создадут эффект, который используется в современных печах длительного горения. Постоянный нагрев обеспечивает непрерывное движение воздуха внутри трубы. До 20% увеличения теплоотдачи.
    5. Обложив печь с одной или нескольких сторон кирпичом без раствора, мы получим каменный теплоаккумулятор и защиту стен помещения от перегрева. Разновидность этого способа — корзины или бункеры с булыжниками вокруг топки — используют в банях. Может дать от 15 до 20% улучшения эффективности.
    6. Бытовой вентилятор, направленный на печь, защитит её от перегрева и выровняет температуру воздуха в помещении, перемешав его. Добавляет 10–20%.

    Применение всех описанных способов вместе может увеличить производительность теплообменника, которым в базовом варианте является сама топка, на 50–75%. Описанные способы, улучшая эксплуатационные характеристики, увеличивают массу изделия. Помните об этом, выбирая основу для установки печи.

    Печи без колосников имеют один для всех недостаток — отсутствие зольника. Его комбинированная функция — накопленная зола служит защитой дна топки от выгорания — не позволяет очищать топку во время работы. С другой стороны, длительное горение даёт меньшее количество твёрдых отходов, а это значит, что чистку можно проводить гораздо реже. Выемка золы производится быстро и помещение не успеет остыть за это время.

    Также мы хотим рассказать вам о печах длительного горения с вертикальной загрузкой.