Дровяная печь длительного горения с водяным контуром

Для более комфортного использования твердого топлива для обогрева, лучше всего использовать пиролизную печь,изготовленную своими руками, чертежи и фото таких агрегатов можно с легкостью найти на специализированных сайтах, посвященных системам отопления помещений.

Виды и конструкции печей для дома на дровах длительного горения

Эти отопительные приборы, в отличии от обычных печей, сжигают топливо очень медленно. Дрова просто тлеют, а не горят. Достигается такой эффект путем регулирования воздушного потока. Для достижения этого, конструкцией предусмотрена полная герметизация камеры сгорания. Воздух в нее нагнетается принудительно в необходимом количестве. Кроме того, в топку закладывается большое количество дров, а горят они сверху вниз. Все это обеспечивает очень длительное горение, что существенно экономит топливо, а КПД таких печей достигает 80%.

Пиролиз

Термическое разложение активируется в ходе химической реакции из-за воздействия высокой температуры. Результатом является распад субстанции или вещества. Процедура необходима для вырабатывания тепловой энергии, которая разбивает молекулярные связи и позволяет получить новые соединения. Основная функция – добыча ценного топлива и химикатов.

Для чего нужен пиролиз:

  • Получение нефтехимической продукции – этилена и пропилена.
  • Древесный крекинг позволяет произвести ценное горючее, используемое для активации химических процессов.
  • Уничтожение биологического мусора.
  • Отопление помещения.

Можно достаточно долго перечислять способы использования данной методики сжигания. Приступим к непосредственному обсуждению отопительного прибора и объясним принцип работы и действия пиролизной печи.

Этапы процесса горения

Поступающее в помещение тепло появляется в результате сгорания древесины. Важно организовать процесс горения так, чтобы на каждом его этапе получить максимальную эффективность и безопасность. Сгорание происходит не мгновенно. Это достаточно продолжительный период, который можно разделить на два этапа.

Розжиг

Дерево помещается в камеру сгорания и поджигается. Сначала идет разогрев древесины или пиролиз, в ходе которого выделяется горючий или пиролизный газ. Постепенно он загорается, еще больше разогревая топливный материал.

Горение

Температура дров, подогреваемых горящими пиролизными газами, увеличивается до отметки возгорания. Вся закладка воспламеняется и равномерно горит. 

Надо знать, что без достаточного поступления кислорода пиролизные газы очень быстро прогорают и выходят через дымоотвод. Чтобы горение было длительным и равномерным, необходимо поддерживать в топке оптимальную температуру, обеспечивать поступление кислорода, следить, чтобы пиролизный газ полностью выгорал. 

Изготовление классической модели

Построение надежного ТТ-котла, способного прослужить более 15 лет, требует применения таких материалов:

Изготовление классической модели
  • сталь низкоуглеродистая листовая марки Ст10—20 толщиной 4 мм для изготовления топливника;
  • то же, толщиной 3 мм – на водяную рубашку и дверцы;
  • полоса металлическая сечением 20 х 3 либо 20 х 4 мм;
  • кусок трубы диаметром 150 мм на дымоход;
  • труба Ø57 мм с толщиной стенки не менее 3,5 мм на теплообменник;
  • профильная труба 6 х 4 см для воздуховода;
  • уголок с шириной полок 5 см из толстого металла (4—5 мм) на колосниковую решетку;
  • тонколистовая сталь с порошковой покраской для наружной обшивки.

Совет. Не стоит использовать на топливник высокоуглеродистую сталь выше Ст20. Во-первых, она дороже по цене, а во-вторых, перекаливается от сварки и может треснуть на стыках. Ручки для дверок с эбонитовыми накладками лучше купить готовые, они плотнее держат и красивее смотрятся.

Изготовление классической модели

Из дополнительных материалов понадобится базальтовое волокно плотностью 80—100 кг/м³ для теплоизоляции корпуса и асбесто-графитный шнур на уплотнение притворов дверей. Комплект автоматики и вентилятор, о котором упоминалось в предыдущем разделе, — польского производства, модель KG Elektronik SP-05. На рынке есть и китайские аналоги, они стоят дешевле.

Читайте также:  Печь «Булерьян»: как собрать мощный агрегат своими руками

Шаг первый – сварка корпуса

Изготовление классической модели

Дальше действуйте по такому алгоритму:

  1. Приварите внутри топливника опоры для колосников, а снаружи – клипсы из стальной полосы для монтажа водяной рубашки.
  2. Установите и обварите листы 3 мм наружной обшивки водяной рубашки. Заметьте, что она берет свое начало от верха зольной камеры.
  3. В верхний отсек, который впоследствии заполнится теплоносителем, врежьте 4 жаровых трубы Ø50 мм, такие же патрубки поставьте на подключение к системе отопления.
  4. Прикрепите к агрегату ножки из отрезков любого металлопроката и вмонтируйте дымоходный патрубок на выходе из огнетрубного теплообменника.
Изготовление классической модели

Заметьте, жаровые трубы сходятся пучком к дымоходному патрубку

Совет. Если вы задумали изготовить двухконтурный котел долгого горения, то водяной змеевик для ГВС ставится именно на этом этапе. Лучшее место для теплообменника из медной либо нержавеющей трубки – внутри верхнего котлового бака, рядом с жаровыми трубами.

Изготовление классической модели

Этап второй – монтаж навесных элементов

Дверцы топливной и зольной камеры делаются путем изгибания краев заготовок и приварки внутреннего обрамления, куда укладывается базальтовый утеплитель. Сверху изоляция герметично закрывается крышкой, а в получившийся паз по периметру створки плотно вставляется асбесто-графитный шнур.

Изготовление классической модели

Что еще нужно сделать:

  1. Прикрепить ручки и петли к корпусу, а дверцы покрыть термостойкой эмалью.
  2. Сварить из уголков колосниковую решетку и поставить ее на место.
  3. Изготовить воздуховод с ответным фланцем и приварить к задней стенке, как продемонстрировано на фотографии.
Изготовление классической модели

Чтобы утеплить и облицевать самодельный ТТ-котел, на углах водяной рубашки необходимо приварить закладные детали из любого металла, лишь бы его ширина не превышала 20 мм (на задней стенке – 4 см). Также предусмотрите стойки для крепления ЭБУ на верхней части агрегата.

Окончательная сборка отопителя

Изготовление классической модели

Теплоизоляция котлового бака выполняется просто – стенки обкладываются снаружи плитами базальтовой ваты, которые фиксируются шнуром. Проследите, чтобы утеплитель плотно прилегал к обрамлению загрузочного и зольного проема, а также к профильной трубе воздуховода.

Совет. Перед утеплением и облицовкой требуется вмонтировать в корпус температурный датчик от блока автоматики. Стандартное решение – установка погружной гильзы, но можно поступить проще – вложить его между утеплителем и стенкой рубашки в наиболее горячем месте – в районе свода топки.

Так монтируется блок управления и вентилятор

Последний шаг – обшивка теплогенератора металлом с полимерной покраской, прикручиваемым саморезами к ранее приваренным закладным деталям. После этого навешиваются дверцы и устанавливается блок автоматики с вентилятором. Разобраться в процессе сборки вам поможет авторское видео от разработчика данного ТТ-котла продолжительного горения Виталия Дашко:

Как сделать БКП своими руками

Единственный секрет такой печи — герметичная дверца топки. Она может быть любой формы, но, как правило, её делают круглой или квадратной.

1. Из трубы диаметром 200–350 мм (стенка 2–4 мм) отрезаем кольцо шириной 50–100 мм. Выравниваем и зачищаем края. Этот элемент называется «воротник».

2. Из листа 3–4 мм вырезаем круг ровно по наружному диаметру воротника. Это будет дверца.

3. Исходя из размеров печи, подбираем диаметр канала подачи воздуха (воздушный канал — ВК). Условно можно разделить БКП бытового назначения на 2 категории — малые (0,13–0,18 куб. м) и средние (0,18–0,25 куб. м). Для малых достаточно будет диаметра 76 мм, для средних — 102 мм. Размер прямоугольных каналов вычисляется через площадь сечения S = Пr2.

4. ВК должен иметь регулировочную заслонку или шибер.

Заслонка:

  1. Вырезаем круглую заслонку (металл 2–3 мм), перекрывающую ход ВК с проушиной под диаметр резьбы болта (М10–12). Привариваем к ней напротив проушины стержень (ручку).
  2. К трубе ВК привариваем гайку параллельно ходу воздуха заподлицо с наружным краем.
  3. Устанавливаем заслонку на трубу ВК на болт через пружину и фиксируем контргайкой.

Процесс изготовления шибера более сложен, при этом по удобству и эффекту он не имеет преимуществ перед приведённой заслонкой. Его можно скопировать с заводского экземпляра.

5. Вырезаем в дверце отверстие под ВК.

Внимание! Отверстие дверцы не должно быть меньше диаметра ВК. Сам канал должен быть смещён вниз от центра и его нижний край должен располагаться в 20–30 мм от манжета дверцы.

Читайте также:  Выбираем газовый котел для отопления дома

6. Из полосы толщиной 2–3 мм и 20–30 мм шириной берём отрезок, равный длине окружности дверцы.

7. Привариваем полосу внакладку по окружности дверцы.

8. Изготавливаем петельное устройство. Для этого в четырёх отрезках полосы 60–70 мм высверливаем с краю по одному отверстию 6–8 мм. Надеваем их на ровный проволочный штырь 6–8 мм длиной 100–150 мм. Попарно привариваем полосы к дверце и манжету топки.

9. Изготавливаем запорное устройство. Этот элемент может быть произвольным — замок инвентарного ящика, натяжитель мотоциклетной цепи или любой из видов эксцентрика с ручкой. Удобно и надёжно применить подвижную резьбовую затяжку. Подойдёт замок с молочного бидона. Главная задача — обеспечить прижим дверцы к манжету топки.

10. В угол на дверце, образованный манжетой, на термостойкий герметик укладываем асбестовый шнур.

Такой люк можно установить в любую буржуйку или стальной бак, получится эффективная печь. Он должен располагаться в 100 мм от дна топки. То есть, между низом загрузочного люка и дном печи должно быть не менее 10 см.

Главное и важнейшее правило эксплуатации БКП: на дне топки всегда должен быть слой золы не менее 80 мм толщиной. Иначе дно будет прокаливаться и скоро прогорит.

Простой и удобный дымоход

Устройство горизонтального канала выхода отработанных газов не всегда удобно, особенно при обслуживании печи. Мы приведём способ, как оформить его в более простом и удобном виде:

  1. В задней части верхней стенки прорезаем круглое или прямоугольное отверстие размером меньше сечения трубы дымохода на 20–30 мм.
  2. Подбираем отрезок трубы, превышающий этот диаметр на 20–30 мм длиной 40–60 мм.
  3. Навариваем его на отверстие в отцентрованном положении.

Теперь в этот манжет можно установить любую трубу, а в пазуху (зазор, образованный разницей диаметров) следует засыпать и уплотнить сухую глину. Это даст надёжную защиту от утечки дыма и упростит демонтаж при обслуживании.

Напомним, что одна из функций «базовой» буржуйки — возможность нагрева воды и приготовления пищи на верхней стенке топки. БКП с дверцей «Булерьян» сохраняет это свойство — достаточно загрузить побольше топлива и полностью открыть ВК.

Топочная переборка может стать следующей ступенью модернизации безколосниковой буржуйки. Это теплосъёмник в виде толстого (5–8 мм) листа металла, расположенный сразу под дымоходом и перекрывающий 2/3 площади топки.

Эффект. Ещё большее замедление хода горячего газа. Дополнительная аккумуляция тепла внутри помещения.

Для полноценной реализации БКП длительного горения в качестве плиты нужно добавить ещё один элемент — инжектор. Это полая трубка (или несколько) с отверстиями внутри топки, которая находится в передней части печи на уровне центра дымоходного канала.

1 — топочная переборка; 2 — инжекторные трубки

Эффект. Инжектор нужен для подпитки воздухом «языков» пламени и дожигания топлива. Он находится в том месте, где процесс горения ещё не завершён, а дымообразование вот-вот начнётся. Подавая в эту точку кислород (воздух) мы подпитываем реакцию горения, тепло от которой прогревает верхнюю стенку. Этот принцип используется и в современных пиролизных твердотопливных котлах.

Инжектор «автоматически» приходит в действие при контакте с пламенем. Это становится возможным, только если очаг расположен в передней части топки. В режиме длительного горения (когда очаг находится ближе к центру топки), он остаётся незадействованным.

Конструкция печей длительного горения

Отопительные дровяные печи длительного горения имеют свои особенности в конструкции. Для уменьшения интенсивного горения подача воздуха контролируется несколькими способами: верхнее или нижнее горение и пиролиз дров. Наиболее часто встречающийся вариант — верхнее горение. При таком способе тление дров происходит сверху вниз до основания топки.

Видно, какую роль играет подача холодного воздуха, камера горячего воздуха с отсекателем, дозирующим подачу кислорода в камеру горения. Часто такие печки снабжены удобным зольником-совком.

Английский камин

О притягательности огня слагают легенды, его декоративно-эстетическая функция имеет огромное значение для человека. Может ли обычный человек соорудить в своем доме печь-камин длительного горения, чтобы наслаждаться не только теплом, но и красотой огня? Главное в таких устройствах – не теплоотдача и КПД, а возможность созерцать огонь в течение дня.

Читайте также:  Датчик температуры теплоносителя, погружной ESMU, Danfoss

Камин в английском стиле, выполненный собственными руками, украсит ваш интерьер

Такие конструкции есть, и придумали их англичане. У классического английского камина имеется дымовой зуб, напоминающий порожек в русской печке, формирующий циркуляцию дымовых газов, не пускающую свежий воздух вверх, направляющую его в закладку, как это происходит в буржуйке.

Из-за большого устья КПД камина небольшой – не более 50%, даже если в дымоходе имеются дымообороты. Тление и выделение тепла с вечера до утра происходит только при использовании корнуоллского угля или подобного ему коксующегося. Говорят, что в старину английские лорды топили камины корневищами сосен, растущих на прибрежных скалах.

Примером еще одного «долгого» камина является обычная голландка. Поддувало перед растопкой закрывается, дрова загружаются на четверть топки, ее дверца остается открытой настежь. Основная часть тепла улетает в трубу, но декоративный эффект обеспечен.

Аналоги

  1. Твердотопливный котел, оснащенный водяным контуром. Агрегат комбинированного или твердотопливного типа позволяет обогреть помещение площадью до 170 кв. м. Такие устройства могут функционировать как на дровах, так и на электричестве. Изготавливаются в основном из прочной стали.
  2. Печь-камин с водяным контуром (бывают также модели с плитой и грилем). Такие термокамины имеют невысокий КПД по сравнению с печами, но могут подключаться к системе отопления и обогревать несколько комнат небольших площадей.

Подробнее читайте в статье о каминах с водяным контуром.

Котел шахтного типа из кирпича

Также из кирпича можно соорудить котел так называемого шахтного типа. Его конструкция отличается тем, что топливо загружается через люк в высокую загрузочную камеру (шахту — отсюда и название котла). Оно поджигается снизу, через нижнюю дверку, а горячие продукты сгорания выходят через другую камеру, в которой расположен теплообменник. Чаще всего для таких котлов используют прямоугольные теплообменники из листового металла с врезаными в них 2-3 рядами вертикальных труб, через которые проходит пламя и горячие дымовые газы, нагревая таким образом теплоноситель (как на видео внизу). Длительность горения такого котла можно регулировать высотой шахты (загрузочной камеры) и регулировкой подачи воздуха.

Устройство и принцип работы печи длительного горения на дровах

Обычная печь, которая обогревается при помощи дров, сжигает топливо за часа 2-3. Температура в помещении повышается быстро, однако так же быстро и падает. Поэтому дрова нужно подкидывать часто, а это не совсем удобно, особенно ночью. Ко всему такое устройство забирает кислород из помещения, а некоторое тепло удаляется через дымоходные трубы.

Дровяные модели длительного горения для отопления дома могут быть чугунными или стальными (толщина листа от 3 до 6 мм). По конструктивным характеристикам они отличаются от стандартных печей. Топка у них имеет две части и характеризуется большей вместительностью. В некоторых моделях можно наблюдать даже систему воздушной конвекции либо водяной теплообменник.

Главная особенность данных устройств отопления заключается в возможности функционировать в двух режимах. Если нужно нагреть площадь за короткий промежуток времени, то шибер открывается в полной мере, зольник выдвигается на пару сантиметров. Режим продолжительного горения нужен для поддержки стабильной температуры.

В конвекционной печи дрова горят довольно медленно, с малым объёмом кислорода и при повышенной температуре.

Данные условия существуют благодаря загрузке большого числа дров и отсеканием поступающего воздуха (перекрывается шибером и поддувалом). Полена тлеют, а не горят. К тому же, только их малая часть. Основное количество топлива только нагревается и выделяет горючий топливный газ, что в будущем также сгорает и обеспечивает тем самым комнаты теплом. Именно поэтому дровяная газогенераторная печь имеет коэффициент полезного действия намного выше.