Печи длительного горения на дровах, принципы работы, особенности устройства, видео процесса постройки печи

Преимущества и недостатки пиролизных печей

Пиролизная печь для бани и дома, как и любое другое отопительное устройство, обладает преимуществами и недостатками.

К основным положительным характеристикам можно отнести следующее:

Экономичность. В отличие от классических отопительных устройств, пиролизные печи являются более экономичными в отношении объема потребляемого топлива.
Экологичность. Дровяная печь пиролизного типа практически не дает дыма и сажи, а продукты сгорания содержат ничтожное количество токсичных и загрязняющих элементов.
Эффективность работы. Высокий уровень КПД, до 85 %, при низком потреблении топлива обеспечивает хорошую теплоотдачу и быстрый обогрев помещений.
Компактные размеры и эргономичный корпус. Такие приборы предназначаются не только для обогрева загородных домов большой площади, но и для компактных дачных домиков, бань.
Доступность установки и обслуживания. Возможность самостоятельного монтажа без привлечения сторонней помощи. Удобство заправки устройства без необходимости контроля над процессом топки.
Практичность. Пиролизные агрегаты позволяют подсоединять различные типы отопительных контуров.
Выбор подходящего топлива. Возможность использования твердого (пеллеты, дрова, угли, древесные опилки) и жидкого топлива в зависимости от модели устройства.

Несмотря на явные преимущества, подобные устройства не лишены недостатков:

Необходимость обустройства площадки или помещения для хранения топлива.
Сложная конструкция дымоотвода. Даже имея необходимые чертежи, неопытный домовладелец не сможет правильно возвести дымоотвод для печи самостоятельно. Подобная конструкция требует профессионального подхода и применения специализированного оборудования.
Зависимость стационарных моделей от вентиляционной системы принудительной тяги, без которой невозможна безопасная эксплуатация устройств.
Образование конденсата в дымоотводном канале, на который влияет температура нагрева отработанных газов.
Отсутствие универсальных конструкций, способных работать на всех видах топлива. Поэтому перед покупкой устройства следует определиться, на чем оно будет работать.

Особенности работы печей медленного горения

Что же это за устройство — печь медленного горения? Данная конструкция представляет собой усовершенствованный тепловой прибор, который обеспечивает длительное горение топлива в отличие от стандартного теплоагрегата (в нем отмечается интенсивное сгорание источника тепловой энергии). Обычные печи быстро прогреваются и также за короткое время остывают после прекращения горения.

В результате жильцы вынуждены в постоянном режиме следить за состоянием пламени и уделять много внимания процессу обогрева. Дело в том, что каждые несколько часов людям требуется подбрасывать в топку дрова. Главный недостаток такого теплоснабжения – необходимость поддерживать горение в печи не только в дневное, но и в ночное время, иначе к утру в доме будет слишком холодно.

Принцип работы печи медленного горения заключается в следующем: в камеру сгорания поступает пониженный приток воздуха, а кислород к ней подводят сверху топливного контейнера. Благодаря такому процессу существенно снижается скорость сгорания топлива – оно долго тлеет. В итоге тепло в печи сохраняется, а дрова не надо подкладывать каждые 2-3 часа. Теплоагрегат медленного горения в отличие от обычных конструкций не прогревает быстро строение, но тепло он способен удерживать продолжительное время. Если пользоваться печью длительного сгорания правильно, тогда подкладывать твердое топливо нужно будет только 2 раза в течение суток (прочитайте: «Отопительные печи длительного горения — выбираем оптимальный вариант «).

Индивидуальные отопительные системы, функционирующие при помощи дров, угля и аналогичных ресурсов имеют много недостатков. Они отличаются большими затратами и низким КПД. При интенсивном расходе разных видов твердого топлива в обычных печах одновременно с продуктами горения в дымоход попадает значительная часть тепла. Причина такой ситуации заключается в так называемом «недожиге кислорода» — неравномерном сгорании.

По сравнению с обычным теплоагрегатом печь медленного горения гораздо экономичнее – примерно в 10 раз. Для ее функционирования не требуется лишь качественное и дорогостоящее топливо – она прекрасно работает на продукции переработки сельскохозяйственного сырья и деревообрабатывающей отрасли.

Такая печь является идеальным решением для обогрева учреждений, расположенных за городом. Для сельхозпредприятий можно организовать безотходное производство, установив для теплоснабжения помещений отопительный агрегат длительного горения. Использовать такие конструкции можно на животноводческих фермах, в деревоперерабатывающих и столярных цехах и на других производственных участках.

Расчёт параметров

Расчёт твердотопливного отопительного прибора имеет целью определить две величины: объем топки, с помощью которого можно будет обеспечить требуемую мощность, и размеры поперечного сечения дымохода. Рассмотрим обе части расчёта детально и в привязке к выбранной нами печи.

Объём топки и мощность отопительной печи

Оценить приблизительно производительность твердотопливной печи по теплу достаточно просто. Предположим, объем её топки составляет Vт = 50 л.

Объем помещающихся в неё дров рассчитаем по формуле: Vд = Vт * Кз.

Где Кз — коэффициент заполнения топки, обычно принимают Кз = 0,63.

Следовательно, Vд = 50 * 0,63 = 31,5 л.

Следующим шагом определяют массу дров. Для этого нужно знать их плотность — она зависит от разновидности древесины:

сосна — 470 кг/м3;
берёза — 600 кг/м3;
бук — 620 кг/ м3;
дуб — 650 кг/ м3.

Массу дров вычислим по формуле: М = Vд * р.

Где р — плотность древесины.

Если расчёт выполняется, к примеру, под дубовые дрова, то М = 0,0315 * 650 = 20,5 кг.

Количество тепловой энергии, которое получится при сжигании этой массы дров, вычислим по формуле: Q = М * 0,8 * Т * КПД.

Где 0,8 — данное число показывает, какая часть топлива сгорает полностью (80%);

Т — удельная теплотворная способность топлива, МДж/кг:

дуб — 20 МДж/кг;
бук — 15,5 МДж/кг;
берёза — 16,5 МДж/кг;
осина — 18,2 МДж/кг.

КПД — КПД печи: для рассматриваемого здесь агрегата КПД можно принять равным 75%.

Тогда: Q = 20.5 * 0.8 * 20 * 0.75 = 246 МДж.

Для определения мощности отопителя воспользуемся формулой: W = Q / t.

Где t — время горения одной топливной закладки, с. В обычном режиме такая масса дров будет гореть чуть дольше 2 часов, следовательно, принимаем t = 8200 с.

Тогда W = 246 * 1 000 000 / 8200 = 30 000 Вт = 30 кВт.

Но такой расчёт применим к традиционным печам, в которых топливо сжигается обычным способом. В теплогенераторах длительного горения режим несколько иной, да и время сгорания топлива может меняться, поэтому приведённая здесь методика зачастую даёт большую погрешность.

Печь, которую в данной статье предлагается сделать своими руками, будет иметь топку объемом 112 л. Тогда ее мощность составит примерно 112 * 0,205 = 23 кВт. Полезный объём составит примерно 70–80 л.

Учитывая, что средняя длина полена составляет примерно 40 см, длину топки примем равной 46 см. Тогда ее ширину и высоту можно принять равными, соответственно, 36 см и 25 см.

При таких размерах печь будет весить около 150 кг.

Время работы без перезаправки топлива составляет 10 – 12 часов для древесины и около 24 часов для угля.

Определение размеров поперечного сечения дымохода

Требуемая площадь сечения дымохода зависит от мощности подключённого к нему теплогенератора. Соотношение этих величин приведено в СНиПе, посвящённом организации систем отопления, вентиляции и кондиционирования:

для установок мощностью до 3,5 кВт сечение дымохода должно иметь размеры не менее 140х140 мм;
при мощности от 3,5 до 5,2 кВт — 140х200 мм;
от 5,2 до 7 кВт — 140х270 мм;
свыше 7 кВт — 270х270 мм.

В случае подключения теплогенератора к круглой стальной трубе площадь её сечения должна быть такой же, как у прямоугольных дымоходов, перечисленных в СНиПе. Следовательно, для нашей печи с её мощностью в 23 кВт минимальная площадь сечения круглого дымохода равна 27 х 27 = 729 кв. см, то есть его диаметр должен быть не менее 30,5 см.

Печь своими руками

Что еще понадобится кроме металлической бочки?

Листы железа толщиною 4-5 мм.
Труба диаметром 100 мм.
Колосниковая решетка, лучше готовая, хотя и своими руками ее можно изготовить, к примеру, из уголка и проволоки.
Асбестовый шнур.

Конструкция из бочки

Теперь последовательность проведения сборочных работ:

У бочки вырезается крышка с припуском 40-50 мм. В ней же по центру делается отверстие чуть больше диаметра трубы 100 мм. В нижней части бочки вырезается прямоугольное отверстие под топку. Через нее будут проводиться закладка топлива. Чуть ниже делается прямоугольное отверстие меньшего размера для поддувала. Изнутри бочки между топкой и поддувалом привариваются направляющие из проволоки, на которые будет уложена колосниковая решетка. В верхней части сбоку вырезается отверстие под дымоход. К нему тут же приваривается труба диаметром 100 мм и длиною 20-40 см. Теперь из металлического листа вырезается блин диаметром чуть меньше диаметра бочки. В блине по центру делается отверстие и к нему приваривается труба диаметром 100 мм. Длина трубы должна быть больше высоты бочки на 20-50 см. Из этого же листа вырезаются прямоугольники шириною 50-80 мм, а вот их длина должна равняться расстоянию от края блина до края сквозного отверстия в центре. Эти куски равномерно привариваются по кругу ребром с обратной стороны от приваренной трубы. Этот узел называется прессом. С его помощью топливо будет придавливаться, чтобы не создавать большое пространство для зоны горения. Теперь надо провести частичную сборку. То есть, устанавливается колосниковая решетка, сверху опускается пресс. На него надевается крышка так, чтобы труба пресса вошла в отверстие крышки. Теперь крышка приваривается к корпусу печки по всему периметру

Здесь важно проварить шов очень герметично. В зазор между торчащей трубой и отверстием крышки необходимо заложить асбестовый шнур, он станет преградой для дыма и угарных газов

Навешивается дверца на отверстие топки. Устанавливается шибер на поддувало.

Все готово, остается лишь установить печь по месту назначения и присоединить к ней дымоход

Под такой агрегат обязательно заливается прочное и огнеупорное основание, это важно

Закладка топлива

Вырезание отверстия

Теперь к вопросу, как провести закладку топлива? Для этого вам обязательно понадобится помощник. Он будет поднимать пресс за торчащую трубу. Поднять надо максимально вверх, чтобы полностью открыть камеру сгорания. Топливо же укладывается плотно с минимальным пространством между его частями. Чем меньше воздуха внутри топки, тем длительнее происходит процесс пиролиза.

Не все, наверное, поняли, для чего необходима труба, которая приварена к прессу. Это специальный канал, по которому свежий воздух будет подаваться в зону сгорания топлива. А ребра, приваренные снизу, будут создавать необходимое пространство для проникновения воздуха внутрь, плюс они придают дополнительный вес прессу.

Виды Булерьяна

Это одна из моделей печек длительного горения, которые можно сделать своими руками из двухсотлитровой металлической бочки. Скажем прямо, вариант не самый сложный, но и не самый красивый. Устанавливать бочку в жилое помещение никто не будет, поэтому такие печи чаще всего устанавливают в подсобных помещениях служебного назначения. К примеру, в гаражах, мастерских, в теплицах и так далее. Хотя некоторые дачники устанавливают их и внутри основного строения, облагораживая конструкцию дополнительными элементами. Например, можно установить перед печкой декоративный экран, или облицевать ее кирпичом. Кто хочет, тот найдет варианты, сделать печь красивой.

Как самому сделать печь для отопления дома дровами и углем?

Что делать, если покупать заводскую модель слишком дорого? Ниже приведена пошаговая инструкция по изготовлению печи для дров и угля своими руками.

Рис. №3 Принципиальная схема самодельного котла

Принципиальную схему такого котла можно видеть на рис. №3. Для изготовления используют жаропрочную сталь с повышенным содержанием легирующих элементов. Иногда применяют газовые баллоны из стали марки Ст3 с повышенным содержанием углерода.

Топить углем кирпичную печь тоже можно. Но возникают сложности с постоянной чисткой. От угля образуется очень много сажи.

А топку нужно выполнять из шамотного кирпича. Сам процесс кладки также довольно трудоемкий и недешевый. Однако есть простой вариант, который вполне подойдет для небольшого дачного домика (до 36 м 2 ).

Рис. №4 Подробная порядовка кирпичной печи на угле и дровах

Инструкция по кладке

На будущее можете скачать порядовку здесь.

Пошаговая схема изготовления кирпичной печи на дровах и угле:

Для устройства печи потребуется бетонный фундамент с армированием. Размеры фундамента должны на 100 мм превышать габариты печи. А высота составляет 500 – 700 мм. Верх фундамента находится на отметке -0,150.
Выкладывают основание – первые 2 ряда (см. рис. №4) со стандартной перевязкой вертикальных швов. Кладку ведут на цементно-песчаном растворе. Далее в качестве минерального вяжущего используют шамотную глину.
Первый ряд – это дно зольника. Выполняют кладку четко по схеме.
При кладке 2 и 3 рядов нужно не забыть выставить и закрепить с помощью проволоки дверку поддувала.
Четвертым рядом перекрывают зольник и отверстие для поддувала.
Колосниковая решетка укладывается в 5 ряду.
Дверка топки устанавливается при кладке 6-8 рядов.
Выполняют кладку согласно схемы. 6 – 9 ряды образуют топку.
8 ряд – это свод топки. Он выполняется из ¾ кирпича. А 9-14 ряды его перекрывают.
По схеме выкладывают дымовые каналы.
Задвижки располагают в 26 и 29 рядах.
Завершают перекрытие печи.
Далее выкладывают дымоход.
Сушка печи.

Изготовить такую печь своими руками сможет даже новичок. Достаточно владеть элементарными навыками каменщика. Сложный инструмент также не требуется. Жаростойкие растворные смеси для кладки печей легко приобрести в любом строительном супермаркете.

Как сделать печь длительного горения из бочки своими руками

Вот мы и добрались до прикладной части нашей сегодняшней темы. Итак, как сделать печь из бочки длительного горения? Для начала найдем бочку

Что нам важно:

толщина стенок – от 2 мм;
высота – чем больше, тем лучше;
диаметр – в разумных пределах, до 80 см.

Также нужно брать бочку в хорошем состоянии, без следов коррозии и механических повреждений. Предварительно можно залить ее водой и дать постоять так несколько дней

Стенки должны быть ровными, без вмятин – это важно. Перед тем как сделать печь длительного горения своими руками ознакомимся с чертежом:

Наглядная схема Бубафони.

Как видите, никаких сверхсложных элементов нет. Ключевые моменты:

крышка должна плотно (лучше герметично) садиться на корпус;
отверстие в крышке должно быть максимально подогнано под наружный диаметр воздуховода;
диаметр круга с лопастями подгоняется под диаметр корпуса, зазор около 5 мм.

Чтобы крышка плотно садилась на корпус нужно сделать для нее специальное посадочное место. Это будет паз, в котором потом поместится уплотнитель

Герметичный стык – это важное условие чтобы изготовленные отопительные печи длительного горения своими руками могли работать в пиролизном режиме с максимальной эффективностью. Паз нужно делать по внешней кромке корпуса, ведь крышка — это часть бочки, ее диаметр изначально совпадает с сечением корпуса

По наружному диаметру приваривается пруток, а к нему пластина. В итоге получает посадочное место для крышки. Чтобы крышка села аккурат в паз, ее нужно развальцевать.

Важное значение имеет сечение воздуховода, так как самому сделать печь длительного горения с узким воздуховодом означает изготовить нерабочее устройство. Потребуются трубы с сечением 100 мм

На один торец трубы нужно приварить предварительно вырезанный круг. Повторимся, что диаметр круга должен быть на 5 мм меньше внутреннего сечения корпуса, так как воздуховод – это движимая часть конструкции.

По центру круга делается отверстие равное внутреннему сечению воздуховода и последний намертво приваривается. Затем можно переходить к привариванию лопастей. Тут возникает спорный момент. Как сделать печь длительного горения: с ровными или закругленными лопастями? В принципе, оба варианта правильные, но если сделать лопасти полукруглыми, поток дыма будет закручиваться. Это увеличит траекторию циркуляции дыма, и он будет дольше проходить свой путь до патрубка дымохода. Соответственно, дым успеет отдать большее количество тепла, что приведет хоть и к незначительному, но все же увеличению КПД устройства.

Дополнительно на верху воздуховода можно приварить движимую заслонку для контроля степени подачи кислорода. Подытожим этапы изготовления печи длительного горения своими руками:

отрезаем верхнюю часть имеющегося резервуара – это крышка;
один торец получившегося кольца заваривается, в нем делаем круглое отверстие для воздуховода, а второй торец развальцовываем;
на верхней кромке корпуса делаем посадочный паз для крышки;
врезаем в верхней части корпуса дымоход;
отрезаем трубу для воздуховода, должна возвышаться над крышкой на 30–50 см;
в торец трубы вваривается подготовленный круг с отверстием посередине;
на круг навариваем лопасти;
к корпусу привариваются ножки или подставка, на свое усмотрение.

После того как изготовить печь длительного горения успешно удалось, осталось только провести дымоход за пределы помещения и засыпать посадочный паз сухим речным песком. Все, печь готова к первой распалке.

Печь длительного горения своими руками: схема и пошаговая инструкция

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

Изготовление печи «бубафоня» из газового баллона

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

Срезать верхнюю часть баллона на месте закругления корпуса с помощью болгарки. Этот фрагмент послужит крышкой в будущей конструкции.
Верхнюю часть баллона удобно использовать в качестве крышки печи
К верхнему краю (на месте среза будущей крышки) приварить металлическую полосу. Такой бортик не даст крышке съезжать.
Далее необходимо изготовить прижимной поршень, благодаря которому топочный материал будет придавливаться во время горения. Из толстого стального листа вырезать круг диаметром немного меньше корпуса. Круг должен свободно опускаться внутрь баллона. Зазор между стенкой корпуса и кругом должен быть шириной 8–10 мм.
В середине круга просверлить отверстие диаметром 100 мм. Удобно это сделать, используя корончатое сверло.
Взять трубу с аналогичным диаметром и приварить один её конец к середине круга. В результате получится деталь с общим отверстием.
Затем к тыльной стороне круга приварить четыре отрезка швеллера в крестообразном порядке. Они образуют своеобразные каналы, по которым в топочную камеру будет поступать воздух.
Вместо швеллеров на поршне можно использовать уголки
Приварить рукоятки и подставки.
Зачистить острые и выступающие фрагменты сварки напильником или болгаркой.

Видео: как сделать печь «бубафоня» из газового баллона

Изготовление печи длительного горения из кирпича

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

Над топочной камерой предусмотрена варочная панель для приготовления пищи

Подготовка фундамента

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

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

Для надёжности фундамент можно армировать металлической решёткой

Порядовка кирпичной кладки

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

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

Порядок укладки кирпичей для печи длительного горения с варочной панелью

Конструкция

Конструктивно приборы с медленным сгоранием топлива делятся на два вида – с вмонтированным водяным контуром и без такового. В первом случае установки применяются для обогрева зданий с достаточно внушительной площадью. К ним подключается система отопления с установленными батареями, баками нагрева и разводкой труб. Подобное решение в плане покупки будет стоить намного дороже, чем монтаж бесконтурного изделия. Однако вложенные средства со временем окупаются – дом будет греться от устройства, которое обеспечивает автономность работы до 12 часов на одной загрузке топливных брикетов.

Печки, не оснащенные водяным выходом, также способны отапливать большие объемы, но в пределах одного помещения. Физико-эксплуатационные возможности оборудования завод-изготовитель всегда описывает в технической документации. Поэтому перед приобретением необходимо тщательно ее изучить на предмет соответствия вашим требованиям.

Расчёт параметров

Расчёт твердотопливного отопительного прибора имеет целью определить две величины: объем топки, с помощью которого можно будет обеспечить требуемую мощность, и размеры поперечного сечения дымохода. Рассмотрим обе части расчёта детально и в привязке к выбранной нами печи.