Как сделать печь длительного горения своими руками?

Какие виды топлива можно использовать

Когда речь заходит о системе отопления помещения для временного пребывания, например мастерская или гараж, то обычно берется во внимание два аспекта – экономическая целесообразность и безопасность. В плане экономической целесообразности самым доступным видом топлива сегодня выступает древесина

Жидкое топливо, такое как дизельное топливо или отработанное машинное масло применяется для отопления в основном подсобных помещений, в жилых помещениях использование этого горючего ограничено, поскольку  имеет специфический запах. Каменный уголь обычно для печей длительного горения кустарного производства не используется, он предназначен для котлов отопления и стационарных кирпичных печей.

Таким образом, наиболее приемлемым видом топлива выступают дрова или паллеты – топливо из отходов деревообрабатывающего производства. И здесь как раз и кроется вся тайна печей длительного горения. Дело в том, что для получения максимального эффекта необходимо использовать только сухие дрова. В обычных, свежеспиленных дровах древесина содержит большое количество влаги, при горении получается что параллельно идут два процесса – горение древесных волокон и сушка, с выделением большого количества водяного пара. В результате получается большое количество несгоревшего топлива и горение при низкой температуре. Эти процессы не позволяют получить максимальное количество тепла.

Другое дело с сухими дровами. Содержание влаги в них минимальное, а значит, при повышении температуры до 300 градусов начинается процесс разложения древесины на простые вещества. Это позволяет существенно повысить теплоотдачу, в результате чего дрова сгорают полностью с минимальным образованием копоти и золы.

Устройство и принцип действия печи верхнего горения

Твердотопливный агрегат долгого действия с верхним горящим слоем можно изготовить из железной бочки из-под ГСМ, газового баллона или стальных труб большого диаметра. Толщина стенок корпуса должна быть не меньше 4–5 мм, иначе они могут прогореть вследствие высокой температуры. Высота отопительного прибора должна составлять не менее 1 м, поскольку от количества топлива зависит длительность его работы. Тем не менее, не надо стараться соорудить слишком высокий агрегат. Во-первых, его будет неудобно загружать, а во-вторых, слишком толстый слой дров или опилок может снизить тягу настолько, что горение попросту прекратится.

Условно вертикальную печь можно разделить на три рабочих пространства:

• загрузочная камера — часть корпуса, в которую закладывается топливо. Во время работы высота загрузки уменьшается по мере прогорания брикетов, дров или стружки;
• зона горения или рабочая зона представляет собой самый высокотемпературный участок. В этом слое горючего материала происходят окисляющие реакции с выделением большого количества тепла;
• зона отвода горючих газов — пространство с высокой температурой, в котором происходит теплообмен и дожиг продуктов сгорания.

Представленная ниже принципиальная схема котла длительного горения позволяет получить полное представление о его конструкции и принципе действия.

Схема котла длительного горения с вертикальной загрузкой

Для того чтобы ограничить зону горения применяется распределитель воздуха. Это устройство представляет собой плоский металлический круг толщиной 5–6 мм, по центру которого выполнено отверстие для подвода кислорода в рабочую зону. Подача воздуха осуществляется по длинной стальной трубе, выведенной через верхнюю крышку отопительного агрегата. Беспрепятственное движение воздухораспределительного устройства обеспечивается за счёт разности диаметра металлического блина и корпуса агрегата, а высота горящего слоя зависит от ширины крыльчатки. Поскольку последняя определяет воздушный зазор между топливом и поршнем, от её параметров зависит, как быстро будет прогорать топливо.

Распределитель воздуха самодельного котла

Диаметр воздушного канала должен быть не менее 60 мм, в то время как размер отверстия распределителя более 20 мм считается излишним — перенасыщение кислородом увеличивает интенсивность горения, что для агрегата этого типа является недопустимым.

Чаще всего труба распределителя изготавливается с открытым краем, благодаря чему в качестве окислителя используется атмосферный воздух. Место, где воздуховод входит в верхний люк, не герметизируют — свободный доступ кислорода к надпоршневому пространству даёт возможность сгорать летучим углеводородным соединениям. Существует и вариант, когда воздух в зону горения проходит из верхней камеры, где он предварительно подогревается. Такая конструкция повышает производительность отопительного прибора и делает его работу более стабильной. Количество кислорода регулируют специальной заслонкой, установленной в окне подачи воздуха.

Для отвода продуктов сгорания верхнюю часть котла оборудуют дымовым каналом с небольшим горизонтальным участком. Как правило, 50–60 см прямой трубы достаточно для того, чтобы ослабить тягу. Несмотря на то, что в печах этого типа полнота сгорания топлива достигает 90–95%, периодически требуется удалять пепел и золу, которые скапливаются на дне установки. Для этого в нижней части корпуса делают окно и устанавливают герметичную дверцу.

Порядовка кладки печи-камина

Кладка своими руками не так уж и сложна, как может показаться на первый взгляд. Просто не бойтесь. И внимательно следите за порядовкой. Дальше будет просто.

Первый ряд выкладываем из расчета тело печи площадью 4х5 кирпичей и прибавляем припуск на плинтус. Хотя можно обойтись и без него. Но с ним как-то наряднее.

Вторым рядом уже выкладываем чистовой периметр печи:

Формируем внутренние каналы. На третьем ряду ставим чистки каналов и поддувальную дверцу. Их крепят на проволоку и глиняный раствор, без базальтового шнура:

Четвертым рядом добираем высоту дверец:

Пятым рядом перекрываем дверцы, ставим колосник. Если высота помещения позволяет, желательно сделать еще один ряд кладки — выйдет более массивный под. При применении шамотного кирпича самое время начать им кладку. Делаем из него только под. Внешние стены и перегородки каналов так и продолжаем вести керамическим кирпичом:

6 ряд — формируем лоток под дрова. Можно обойтись без скоса пода, как на рисунке, но так топливник будет лучше работать. Разделяем каналы. Малые каналы нисходящие. Большие — восходящие. Применяем косую перевязку. Можно без нее, но с ней надежнее. Если из соображений упрощения начнете применять косую перевязку редко, то ориентировать ее всегда стоит на внешнюю сторону, как на рисунке. Не связывая со стенками топки. Колосник максимально ближе к топочной дверце. Если его провалить глубже, к задней стенке топки, возможно дымление — завихрения воздуха заблокируют выход из топливника в дымовые каналы.

7 ряд. Ставится топочная дверца. Ее устанавливают на уплотнитель — базальтовый шнур, пропитанный глиняным раствором.

8-13 ряды. Поднимаем топку до высоты каминной дверцы:

14-15 ряды. Готовится место под лучковую перемычку. Многие предпочитают делать под нее скосы прямо по месту, выбирая кирпич болгаркой. Можно подпилить и заранее. Первый вариант более точный. Второй менее пыльный и грязный.

Перекрытие дверцы ставится толщиной в кирпич. Нельзя ставить на анкерах. Только лучковая или арка (если топочная дверца с аркой). Желательно вложить в кладочные швы проволоку:

16 ряд. Начинаем формировать под хлебной камеры. Перекрываем без железа, упрощенным клиновым перекрытием:

17 ряд. Наращиваем под хлебной камеры. Следим за перевязкой щелевого перекрытия:

18 ряд. Монтируем дверцу хлебной камеры. Ее, как и топочную, ставим на базальтовый шнур:

19 ряд. Продолжаем хлебную камеру. Открываем ход газам из хлебной камеры в нисходящие каналы:

20 ряд. Доводим вход в нисходящие каналы до высоты в два кирпича.

21-22 ряд. Перекрываем нисходящие каналы, формируем пяты под сводчатое перекрытие хлебной камеры.

23 ряд. Монтируем свод хлебной камеры. Оставляем канал каминного хода и закрываем его задвижкой с длинной ручкой.

Внимательно! Задвижка в процессе будет сильно греться! Поэтому ставим ее на асбест или базальт!

Свод придется подрезать по верху для выравнивания кладки. Или выкладывать еще один ряд — это если позволяет габарит помещения.

24 ряд. Перевязываем свод хлебной камеры. При наличии свободной высоты помещения можно выложить еще один ряд. Тут же показан минимум:

25-27 ряд. Формируем колпак над хлебной камерой. Столбики под перекрытие ставятся исходя из расположения дымовой трубы — ее место не регламентировано строго, она может быть установлена в любой точке печного перекрытия — надо отталкиваться от наиболее удобного прохождения кровли. Проще говоря: смотрим по балкам. Тут же ставится чистка — точку установки выбирают опять вновь по трубе — желательно как можно ближе к ней. На рисунке условно не показана:

28-30 ряд. Обязательные три ряда перекрытия. Далее труба. Задвижки дымового канала устанавливать исходя из соображений удобства эксплуатации — 2 шт. друг над другом для уменьшения теплопотерь:

Две задвижки ставим в трубу, друг над другом. Такое дублирование необходимо для формирования воздушной прослойки— как в двойном оконном остеклении. Лучше сохраняется тепло.

Для оживления кладки в процессе можно выпусками кирпича сделать на теле печи полочки. Только не увлекайтесь их сооружением — выступающие из массива элементы мешают конвекции вдоль тела печи:

Все будет выглядеть примерно так:

При первой растопке всегда открывайте задвижку, перекрывающую канал из хлебной камеры в трубу. Многие печники называют его «прямой ход». Эта манипуляция позволит прогреть трубу. В дальнейшем топка ведется обычным порядком. При работе в печном режиме задвижка эта всегда закрыта. Если мы эксплуатируем как камин, то она всегда открыта.

Доброго и уютного вам тепла в любое время года!

Виды печей длительного горения. Выбираем простой и производительный отопительный агрегат для изготовления своими руками

Речь о разновидностях печей длительного горения зашла из-за необходимости определиться с конструкцией, наиболее пригодной для изготовления своими руками. Поэтому рассмотрим все варианты твердотопливных котлов новой генерации, а также изучим особенности их работы.

При классификации отопительных печей по способу сжигания выделяют несколько основных схем.

1. Традиционная конструкция с распространением пламени снизу вверх, при котором горящие газы проходят через весь слой топлива и выводятся в дымоход. На пути продуктов сгорания обустраивают теплообменник и камеру дожига, в которую подаётся дополнительное количество воздуха. К отопительному оборудованию этого типа относятся известные на весь мир булерьян или бренеран, печь профессора Бутакова и вариации этих агрегатов с изменёнными теплообменниками.

Булерьян представляет собой котёл длительного горения с воздушным теплообменником

2. Шахтная печь, в которой зона горения смещается к колосниковой решётке, а продукты сгорания отводятся через соседнюю камеру, где происходит дожиг и теплообмен. Подобная конфигурация чрезвычайно удобна для изготовления отопительного агрегата из кирпича, чему способствует многовековой опыт строительства дровяных печей с воздушными каналами (печь с грубой).

Схема твердотопливного котла шахтного типа

3. Агрегаты верхнего горения, в которых поджигается верхушка топливной закладки, а пламя направляется вниз. По мере прогорания требуется подача воздуха под слой золы, поэтому такая конструкция требует специальных решений для доставки кислорода в зону горения. Простота этой печи и эффективность её работы способствовала появлению множества вариантов, доступных для повторения в домашних условиях. Причём материалом для изготовления такого отопительного агрегата может выступать как обычная металлическая бочка, так и бытовой газовый баллон. Хотелось бы особо выделить известную в Сети конструкцию «долгоиграющей» буржуйки под названием Бубафоня — модификацию литовского котла «Stropuva», чрезвычайно популярную у домашних умельцев.

В котлах «Stropuva» длительный режим работы возможен благодаря горению верхнего слоя топлива

4. Печи, работающие в режиме газогенераторного или пиролизного сжигания топлива. Дрова горят при высокой температуре и недостатке кислорода, что способствует выделению большого количества горючих газов. Летучие соединения, полученные в результате так называемой сухой перегонки, дожигают в отдельной камере, куда подают вторичную порцию воздуха. Эта схема является самой сложной в конструктивном отношении, но по части эффективности и удобства эксплуатации ей нет равных.

Пиролизный котёл представляет собой довольно сложную конструкцию, поэтому его изготовление в домашних условиях сопряжено с наибольшими трудностями

Если говорить о других особенностях печей длительного горения, то они бывают квадратными или круглыми, а изготавливаться могут как из металла, так и из кирпича.

При выборе схемы и конструкции печи длительного горения необходимо учитывать не только преимущества и эффективность существующих вариантов, но и возможность повторения той или иной конструкции в домашних условиях. Например, изготовление булерьяна или печи Бутакова нельзя представить без использования мощного трубогибочного станка. Ввиду сложной конфигурации оборудования потребуется немалый опыт сварочных работ и дополнительные затраты на покупку толстой листовой стали и труб большого диаметра. Строительство пиролизного котла, кроме финансовых вложений и мастерства сварщика, предъявляет требования к точности расчётов и знаниям всех нюансов сухой перегонки дров. Что же касается агрегатов верхнего горения, то именно они являются идеальным вариантом в качестве первой конструкции, изготовленной своими руками. Во-первых, не потребуется практически никаких затрат, а во-вторых, устройство типа «Stropuva» или Бубафони простит все просчёты и несовершенство сварных швов. Её конструкция настолько работоспособна, что не даст разочароваться в своих силах даже начинающему домашнему мастеру.

Какую печь выбрать?

Сегодня можно найти чертежи и схемы печи длительного горения самой разнообразной конструкции, размера и производительности. Однако насколько эффективным будет выбранное оборудование, сделанное в домашних условиях, и где его можно использовать? Специалисты на данный вопрос отвечают следующее: для нежилых помещений прекрасно подойдет самодельная пиролизная печь из подручных материалов. Однако она будет маломощной и недолговечной.

Для жилых помещений важна не только эстетика, но и производительность

В этом случае нужно обратить внимание на буржуйку в современной модификации. Ее измененный воздуховод и водяная рубаха позволят обогреть помещение до 25 м

кв площадью. Чтобы увеличить производительность и обогреть дом большей площади, размер печи длительного горения нельзя увеличивать. Для решения данной задачи останавливают свой выбор на кирпичных пиролизных агрегатах. Тематическое видео о том, как сделать буржуйку своими руками:

https://youtube.com/watch?v=aaTdm42jR1o

Изготовление экономной печи на дровах своими руками

Безусловно, приобрести уже готовый отопительный агрегат длительного горения легче, чем сделать его собственноручно. Но, как уже говорилось, стоят такие установки недорого.

При желании изготовить эконом печь на дровах самостоятельно можно задействовать старый газовый баллон, металлическую бочку, листовую сталь и прочие подручные материалы, подходящие для данной цели.

Прежде всего, нужно подготовить основные материалы, которые могут потребоваться:

Металлическая бочка объемом примерно 200 литров без ржавчины или других явных повреждений. Ее стенки должны быть прочными, сделанными из чугуна или стального сплава.

Старый огнетушитель большого объема, который станет хорошей основой для агрегата.

Отрезок толстостенной широкой трубы из металла.

Отслуживший свой срок газовый баллон.

Стальные листы, имеющие толщину не менее 5 миллиметров.

Для котла с круглым основанием требуются опорные ножки, которые можно изготовить из:

• отрезков арматуры;
• кусков тонких труб;
• металлического профиля.

Помимо этого домашнему умельцу будут нужны:

Список требуемых для работы инструментов небольшой:

• электросварочная установка стационарного или переносного типа;
• болгарка или автоген;
• топор с молотком;
• уровень, отвес, рулетка.

Немаловажное значение имеет помещение, в котором предстоит собирать эконом печку на дровах. При проведении монтажных работ у домашнего умельца все время должен быть доступ к электропитанию, хорошее освещение и достаточный уровень вентиляции.

Нужно выбирать просторное подсобное помещение с хорошей звукоизоляцией, надежно защищенное от атмосферных осадков, в котором можно безопасно сохранять уже изготовленные части пиролизной печки.

Сборку отопительного агрегата длительного горения выполняют в следующей последовательности:

С металлической бочки снимают крышку. Когда для основы используют баллон или огнетушитель, то его верхнюю часть аккуратно срезают болгаркой или с помощью автогена. Прежде, чем выполнять распил, нужно заранее открыть вентиль и залить внутрь воду. Верх не нужно выбрасывать, поскольку он еще пригодится. Кстати, большей устойчивостью отличается корпус, имеющий квадратную форму, который можно изготовить из листовой стали.

К круглому дну – основе приваривают опорные элементы, сделанные из швеллера, трубок или арматуры.

Далее из стального листа вырезают прижимной круг, он должен беспрепятственно проходить внутрь бочки.

Круг соединяют с трубой. С этой целью в центре прижимного элемента вырезают отверстие диаметром 10 сантиметров и приваривают трубу к кругу. Получившаяся деталь после размещения внутри бочки должна выступать над ее уровнем приблизительно на 15 сантиметров.

На обратной стороне круга крест-накрест приваривают швеллеры, способствующие более плотному прилеганию дров в процессе их тления.

Для печного агрегата делают крышку. Ею может стать как верхняя часть, которая была отрезана на первом этапе или еще один стальной круг. В крышке также следует сделать отверстие круглой формы так, чтобы внутренний отрезок трубы с прижимным кругом свободно двигался под собственным весом и одновременно плотно прилегал к стенкам конструкции.

Устанавливают дверцу. Внизу основы будущей пиролизной печки вырезают отверстие для дверцы и закрепляют ее так, чтобы после завершения прогорания твердого топлива можно было без проблем убирать золу.

Монтируют дымоход. С этой целью в верхней части корпуса вырезают круг, имеющий диаметр 15 сантиметров, и с помощью сварочного аппарата закрепляют дымоходную трубу. Главное при этом помнить, что минимальная длина у нее должна превышать поперечное сечение бочки или любого другого основания.

Также следует изолировать места, в которых дымоходная конструкция проходит сквозь стены, потолочное перекрытие и поверхность крыши. На конце дымоотводящей трубы следует установить зонтик или грибок – элемент, препятствующий попаданию атмосферных осадков внутрь.

После завершения сборки пиролизного устройства его желательно обложить кирпичом, который не только станет аккумулировать тепло, но и будет защитой для окружающих предметов обстановки от избыточного жира.

Средства для изготовления и непосредственно процесс

При желании изготовить тематический агрегат придется рассмотреть немало фото печей из металла, сделанных своими руками, после чего составить чертеж и вооружиться:

• Сварочным оборудованием с электродами;
• Листовым металлом или «донорскими» конструкциями;
• Стальными уголками;
• Болгаркой с отрезным кругом;
• Большим и средним молотками;
• Арматурой диаметром 8 мм;
• Измерительными инструментами – рулеткой, уголком;
• Карандашом или острым гвоздем для проведения линий.

Когда все инструменты собраны, можно переходить непосредственно к мероприятию:

• Нарезание трубы и 5 прямоугольников посредством болгарки;
• Приваривание впритык стальных или чугунных листов сварочным аппаратом;
• Приваривание дна к стенкам с последующей проверкой ровности готовой конструкции;
• Разметка на стенках бочки мест, где будут находиться топка, зольник, дымоход;
• Приваривание уголков к «бочке» на уровне 10 см от ее дна (это необходимо для установки колосниковой решетки);
• Изготовление колосников из обрезков, которые можно достать из трубы 2-сантиметрового диаметра или соответствующих металлических прутков;
• Фиксация трубок и их приваривание;
• Приваривание двух арматурных отрезков вверху конструкции для организации отражателя;
• Приваривание крышки к «бочке» (первая уже должна располагать отверстием для дымохода);
• Изготовление дверных ручек из труб или пластин;
• Изготовление ножек из уголков или арматуры;
• Организация дымохода с помощью 135-180-миллиметровой трубы;
• Создание поворотной заслонки снизу дымохода;
• Установка печи.

Изготовление металлическое печи – вполне реализуемая задача. Надо только подходить к соответствующему проекту неторопливо и постепенно. Тогда готовый результат не разочарует.