Печь булерьян: устройство, принцип работы, делать ли своими руками, установка и эксплуатация

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик

Печь булерьян (bullerjan, buller, буллер, бренеран) изобрели вовсе не простые канадские парни, как кое-где утверждают, а достаточно компетентные специалисты-теплотехники. Остальное в истории буллера верно: придумали его действительно в Канаде для нужд лесорубов и более по наитию, не мудрствуя лукаво. Получилось неплохо, на вид эффектно, и желающих сделать буллер самостоятельно более чем достаточно. О некоторых препонах и тонкостях, которые могут встретиться на этом пути, и написана настоящая статья.

Немного истории

Лес в Канаде валят не кварталами, а выборочно, и бригады лесорубов ведут кочевой образ жизни. Лесоповал производят более в холодное время года, когда растительность не вегетирует, жизнь в лесу замирает и ущерб лесным биоценозам от рубки минимален.

Климат в канадской тайге еще суровее сибирского, и даже при 4-х часовой смене рабочие застывали в сосульки. Комфорта и вообще цивилизации в лесной глуши – ноль. Поэтому лесорубам требовалась отопительная печка, которую можно было возить с собой, не загромождая кузов, и руками занести в жилой вагончик. А жилье на 20-30 кубов эта печь должна была прогревать максимум за 20 мин. Топливо бросовое: ветки, щепа. Топка большая, чтобы можно было совать туда куски толстых корявых кряжей. Время работы с одной закладки топлива – не менее 8 час. Куда там ночью вставать и подтапливать, когда за день наломались до боли в костях.

В зависимости от погоды и сезона тепловую мощность нужно регулировать. Регулировка должна быть простой, чтобы ее мог производить человек необученный или после разового вводного инструктажа.

В то же время печка должна была быть недорогой и достаточно технологичной. Требующая электропитания электроника, да и вообще автоматика, исключалась: малейшая поломка в тайге может стоить жизни целой бригаде. Также исключалось применение дорогих и требующих специального оборудования спецсплавов: булерьян должен был быть доступен для изготовления в любой ремонтно-механической мастерской.

Дополнительные требования выдвигались к безопасности эксплуатации. Во-первых, образование угара должно быть исключено при любом режиме топки и любых положениях регулирующих органов. Во-вторых, температура тела печи не должна превышать 60-70 градусов, чтобы, случайно натолкнувшись на нее спросонья и «с бодуна», не обжечься до потери трудоспособности. Говорят, канадские лесорубы умеют гнать самогонку из сосновых шишек. Называется она sterno.

Устройство буллера

Схема печи булерьян

За основу канадские инженеры взяли давно известную и хорошо зарекомендовавшую себя схему стального конвекционно-трубного воздушного котла медленного горения; в просторечии – печи-калорифера. Так появилась конструкция, схема которой показана на рис. Широкая герметичная дверца топки снабжена поддувалом в виде патрубка с поворотной заслонкой – дросселем. Дроссель регулирует мощность печи. Иногда его рукоять снабжают шкалой, проградуированной в градусах наружной температуры, и передвижным упором-ограничителем. В то же время дроссель можно перекрыть наглухо, если печь необходимо погасить или пресечь тягу, чтобы помещение не выстуживалось.

Далее следует обширная топка с криволинейным стенками. В них на 2/3 диаметра утоплены батареи труб теплообменника. В этих 2/3 первая изюминка буллера. При таком соотношении обеспечивается отдача воздуху в трубах 70% выделяющегося в топке в режиме тления тепла. Еще 10% растекаются по металлическому сварному телу печи и греют воздух помимо них. При температуре в помещении 20-25 градусов и тепловой мощности в 10-20 кВт для этого требуется температурный градиент в 40-45 градусов, т.е. тело печи будет нагрето до 60-65 градусов. 5 градусов дадут некоторый запас безопасности.

На 1/4 высоты топки от низа располагается горизонтальный решетчатый под из толстой, не менее 4 мм, стали, или решетка из чугунных колосников. Вверху, также на 1/4 высоты топки, но уже от верха, в топку вварена неполная по длине горизонтальная перегородка, не доходящая до ее передней стенки на 1/4-1/5 длины топки. В перегородке проделаны отверстия, точно калиброванные по диаметру, расположению и общей площади (примерно 7% от площади пода).

Забор воздуха для дожигания осуществляется из топочного пространства. Отдельные продухи для вторичного воздуха не предусмотрены. Доля воздуха, отбираемого дожигателем от топки, автоматически меняется в зависимости от свойств топлива и режима топки. В этом второе отличие буллера от классических конструкций с совмещенными или раздельными воздушными потоками.

Отгороженное верхней перегородкой пространство образует камеру дожигания при работе в режиме тления. Дымовые газы из дожигателя выходят в «боров» или «чушку» – горизонтальную часть дымохода длиной 0,8-1 м. Боров для булерьяна обязателен, он несколько притормаживает догорание отходящих газов. Зачем так нужно, будет рассмотрено несколько ниже.

Сразу после заворота дымохода вверх в нем установлен шибер (дымовой дроссель), которым переключают режим горения. Т.к. теплоемкость тела буллера, в отличие от кирпичной печи, мала и на теплопередаче в помещение почти не сказывается, вьюшки, полностью перекрывающей дымоход (и создающей опасность угара при небрежном или неквалифицированном пользовании), не предусмотрено.

Шибер буллера

Диаметр дымохода равен или на 10-20% больше такового поддувального патрубка, а в заслонке шибера вырезана четверть (см. рис.) Поэтому, как ни крути дроссель с шибером, тяга не прекратится и угар, даже если он и образуется, в помещение не пойдет, а вылетит в трубу. При указанном соотношении диаметров поддувала с дымоходом и 25% площади отверстия холостого хода в шибере буллер безопасен, даже если забыть закрыть дверцу топки. Правда, при этом почти все тепло вылетит наружу.

Над шибером располагается третий важнейший элемент буллера – экономайзер. Вообще-то экономайзер это устройство, подогревающее остаточным теплом дымовых газов поступающее в котел рабочее тело – воду, воздух. Но в данном случае роль экономайзера иная.

Экономайзер буллера представляет собой вертикальный участок дымохода длиной 1,5-3 м, хорошенько изолированный по теплу: 40-50 мм асбеста или базальтового картона, или 30-40 мм базальтовой ваты, или 10-15 мм вспученного вермикулита. В экономайзере и догорают окончательно дымовые газы: сердцевина газовой струи в борове не успевает слишком остыть, отраженное от стенок экономайзера ИК усиливает концентрацию тепловой энергии в струе, и газ вспыхивает. Пожарникам этот эффект знаком как перескок пламени.

Вспыхнувший в экономайзере газ стремится расшириться, но в ограниченном объеме ему некуда. Образуется газовая пробка, тоже хорошо знакомая строителям и владельцам неграмотно сконструированных печей. Горение в топке утихает, пробка остывает, проскакивает, горение снова усиливается – булерьян, пыхтя то чаще, то реже, автоматически подстраивается под качество топлива и положение воздушного дросселя.

Говорят, что идея эта осенила одного из разработчиков, глядя на коллегу, усиленно пыхтящего трубкой. Коллектив конструкторов пытался решить проблему устойчивости режима горения при низкой температуре в топке. Удержаться на грани тления и пламени не удавалось, пока не ввели автоколебательный режим сгорания. Так каноэ, если грести попеременно одним веслом то с одного, то с другого борта, движется по прямой. Общий КПД буллера в 80% достигается только с экономайзером. Без него – от силы 60% с чем-то.

Иногда, даже часто, вследствие некоторых особенностей буллера (о которых будет сказано далее), его эксплуатируют без экономайзера, усиливая горение и мирясь с пониженным, но все-таки неплохим КПД. Но тогда хорошая фирменная печь живет всего 2-3 года. Почему? Об этом также далее по ходу изложения.

Пошаговая инструкция

Материалы:

Трубы;
4мм. 50х50 – 27 м;
2мм. 30х20 – 0,76м;
2мм. 40х25 – 2 м;
Диаметром 15мм – 0,6м;
Диаметром 95мм. (5мм.) – 1м;
Сталь – 5мм. – 3м2;
Листовой металл – 100мм. – 0,1м2;
Проволока диаметром 10мм – 0,5м;
Петли гаражные – 2 шт.

Пошаговая инструкция изготовления Булерьяна:

Трубу, которой у нас 27 м., режем на 18 полутораметровых отрезков, из которых изготавливаем характерные для Булерьяна трубы (два изгиба по 120).
В 4 из них ввариваются форсунки из 15мм. трубки (длина трубки – 15 см).
Трубы складываются вместе в форме будущего Булерьяна и прихватываются сваркой. Детали с форсунками располагают по две с обеих сторон (в последствии они будут выполнять роль поддувала). Всё окончательно проваривается.
Для изготовления камеры догорания газа используем 5 мм. сталь. Вырезаем 2 заготовки (370х700 мм. с зубчатым краем 50х60мм. под размер труб).
Детали привариваются внутри контура, образованного трубами. Трубы с форсунками должны быть расположены перед перегородками.
Каркас. Из того же металла, что и для камеры догорания, нарезаем пластины, которые закроют щели между трубами: 18 штук для средней части (400мм х 50мм). 36 штук на все нижние и верхние промежутки (350мм х 50мм).
Закрываем торцы двумя 6-ти угольными пластинами из того же 5 мм. металла (сторона 40см). В одной из пластин делаем отверстие для дымохода. Оно должно быть диаметром 85 мм. и располагаться в камере догорания.
А в передней пластине вырезается отверстие для дверцы. Примерно 25х25см. Привариваем обе пластины на место.
Дымоходом послужит 95мм-ая труба, длиной 50 см. В трубе устанавливается задвижка на оси из проволоки (похоже на дроссельную заслонку в карбюраторе), с вырезанной четвертью.
На отверстие для дверцы по периметру делается рамочка из трубы (40 х25мм).
Из 10мм-го металла вырезаем два квадрата. Первый – 330мм, второй – 246 мм. Обвариваем меньший квадрат профилированной трубой (40х25), так, чтобы он входил в рамку на отверстие для дверцы (см. п. 8, 10).
Поддувало будет аналогично дымоходу, только задвижка в нём без выбранной четверти. Труба на 95 длиной 140м.
В готовой крышке делается отверстие на 95 мм, туда вваривается поддувало.
Навесы. Дверца фиксируется (сваркой) и на расстоянии 40мм от её верха и низа горизонтально привариваются 2 проф.трубы длиной 380 мм. Там, где будут навесы, концы труб должны выступать за пределы люка на 5 см. К ним привариваются гаражные петли.
Запор. Замок можно сделать самостоятельно, а можно заказать у токаря. После его приварки к дверце, фиксирующую сварку убирают.
Все сварочные швы шлифуют.
Можно приварить ножки.

Не соблазняйтесь узкими трубами от водопровода. Для эффективной работы Булерьяна лучше подойдут трубы 50-70 см.

О батареях труб

При тепловой мощности до 20-25 кВт трубы в батареях выполняют в виде технологически простых полукружий, как слева на рис. При этом диаметр труб 60-100 мм, а их количество – по 3-4 на батарею.

Печи булерьян малой и большой мощности

При большей тепловой мощности увеличивать диаметр труб пропорционально нельзя, из-за малой теплопроводности воздуха упадет КПД. Нужно увеличивать «трубность» батарей. Но при батареях из 6 и более труб КПД также падает, тут уже сказывается закон квадрата-куба в применении к закладке топлива.

До мощности в 100-120 кВт конструкторы выходят из положения, выполняя трубы изогнутыми в виде дуг синусоид и слегка наклоненными вершиной дуги вниз. Топка в разрезе при этом приобретает каплевидное или яйцевидное сечение, как справа на рис. При еще большей мощности требуется уже компьютерное моделирование булерьяна с оптимизацией, и положительный результат долгой, сложной и дорогой работы не гарантирован.

Преимущества печи булерян

Разумеется, данный прибор имеет свои плюсы и минусы, причем первых все-таки больше, иначе устройство вряд ли бы стало пользоваться такой популярностью.

К положительным сторонам можно отнести:

Высокую производительность;
Мобильность устройства;
Простоту эксплуатации;
Возможность использования нескольких видов топлива;
Независимость от коммуникаций;
Безопасность – о буллер, работающий в режиме газификации, обжечься практически невозможно;
Экономичность – одно устройство может заменить три: обычную печь, газогенератор и калорифер.

По отзывам о печи «булерьян» понятно, что к недостаткам пользователи относят:

Необходимость применения сухого топлива;
Образование высокотоксичного конденсата внутри дымохода;
Неизбежное присутствие запаха гари;
Необходимость сооружения дымоходов высотой от 5 до 7,5 метров.

Как топится булерьян

Вначале, когда необходимо быстро прогреть помещение, в топку закладывают сухое и быстро горящее топливо, хоть бумагу или картон. С тех пор, как в продаже появились пеллеты, и канадцы, отправляясь в очередной лесозаготовительный вояж, берут с собой 2-3 мешка; на сезон хватает.

Дроссель и шибер полностью открывают, топливо разжигают, дверцу топки закрывают. Горение при этом пламенное, с «буржуечным» КПД в 20-40% (а не 5-7%, как пишут рекламщики булерьянов для сравнения). Из 4-х трубных батарей при этом валит по 4-6 кубов воздуха в минуту, разогретого до 130-140 градусов, и помещение быстро прогревается.

Разгонную закладку топлива дают такую, чтобы оно прогорело до углей за 3-4 мин до окончания прогрева, тут нужен некоторый опыт. Если в дверцу буллера встроено термостойкое стекло, через него следят за горением. Но можно, только неудобно, делать это, просто подглядывая в поддувало.

Как только догорело до углей, на них кладут крупные чурбаки. Чем крупнее, тем лучше. Можно один, лишь бы в топку влез. Можно заложить торфобрикеты или те же пеллеты, они топливо универсальное. Дроссель поддувала теперь прикрывают до нужного положения, или до упора в передвижной ограничитель шкалы мощности. Шибер закрывают до упора, т.е. на 3/4.

Буллер при этом переходит в режим тления с частичным пиролизом и газификацией. Воздух из батарей выходит с температурой 60-70 градусов, а тело печи остывает до 50-55. Даже свалившись ночью на буллер в костюме Адама, заругаешься, но не обожжешься.

Называть буллер печью пиролизной или газогенераторной, как часто делают, неправильно. Соотношение тепла, передаваемого воздуху непосредственно от тлеющей массы топлива и дожигаемых пиролизных газов, непрерывно меняется в процессе сгорания одной закладки при неизменном положении дросселя и шибера.

Особенности топки

Первая – теплопроводность воздуха мала даже сравнительно с его, тоже малой, теплоемкостью. Поэтому «раскочегаривать» буллер нет смысла: воздух не успеет принять лишнее тепло, и ему не останется ничего иного, как вылететь в трубу.

Оптимальная температура в тлеющей массе буллера – 550-650 градусов. Это обеспечивает довольно высокую долговечность печи, сваренной их обычной конструкционной стали толщиной 4-10 мм, в зависимости от мощности. Но пиролиз при такой температуре идет слабо и не до конца, что приводит к некоторым ненужным и неприятным эффектам. Далее мы поговорим о них подробнее.

Если же поднять температуру в топке до 800 градусов и выше, то не только КПД упадет. И сталь корпуса не только прогорит, но и подвергнется термохимической коррозии из-за наличия в дымовых газах углеводородных радикалов и окислов азота. Избежать их образования можно, подавая воздух раздельно в топку и дожигатель, но это будет уже не буллер, а другая печь. Сложная в эксплуатации и способная оказаться опасной.

Именно поэтому производители булерьянов категорически запрещают топить их углем и коксом. Карбон не горит, если остынет ниже 800-900 градусов. А дать больше воздуха, чтобы не погас – не только КПД упадет, но и дорогая печка из спецстали прогорит до дыр за сезон-два. Претензию не примут, случай не гарантийный.

Технология растопки

Для пользования печью не требуется специализированные знания и навыки. Котёл отличается простотой в растапливании и обслуживании.

Растопить Булерьян можно следующим образом:

В топку загружают топливо. Сначала используются дрова небольшой толщины. Топливо должно быть сухим, это минимизирует количество образующегося конденсата и позволит быстро разжечь огонь.
Дрова поджигают. Заслонки, регулирующие тягу и количество подаваемого воздуха, полностью открывают.
После того, как в топке образовались раскаленные угли, через дверцу загружают более толстые дрова. Заслонки устанавливаются в нужное положение, обеспечивающее длительное горение.

Делать ли самому?

Правильно изготовленный самодельный буллер

Прежде чем переходить к особенностям установки и эксплуатации булерьянов, их усовершенствованиям и разновидностям, нужно остановиться на вопросе: а стоит ли делать буллер своими руками? Причина – прежде всего продажная цена готовых фабричных. Буллеры очень технологичны: нулевой цикл их производства сводится к изготовлению пары-тройки гибочных шаблонов и сварочных кондукторов. Материал изделия – хоть металлолом.

Очень хороший булерьян на 10-15 кВт можно приобрести за $200-250. В то же время оборудование, обычное для походной реммастерской, дома, в гараже или на дачном участке не держат, хотя бы из-за отсутствия подходящих площадей. А заказывать поштучно гнутые довольно большие детали из толстого металла обойдется куда дороже.

Пожалуй, единственное исключение – если мастер-самодельщик работает на захолустном провинциальном заводике, где большая часть технологического оборудования все равно простаивает. А руководство «по-советски» позволит ему в свободное время использовать станочный парк, да еще и разрешит порыться на свалке, подобрать заготовки. Хотя при теперешних ценах на металлолом это вряд ли.

На такой случай дадим совет: не соблазняйтесь для батарей узкими водопроводными трубами. Минимальный диаметр воздуховодов – 60 мм; он определяется соотношением теплоемкости и вязкости воздуха. Буллер с «частоколом» вряд ли окажется экономичнее любой другой печи медленного горения, но сделать его сложнее. Чертеж неудачной в этом отношении конструкции приведен на рис. ниже, а пример правильно выполненного самодельного буллера – на рис. справа в начале раздела.

Чертеж ошибочно сконструированного буллера

Видео: обзор самодельного булерьяна

Принципы изготовления

Вполне понятным будет желание попытаться сделать печь булерьян своими руками. Следует сразу принять во внимание, что пытаться построить печь, не имея опыта проведения сварочных и слесарных работ, бессмысленно. Даже несмотря на то, что подробное описание и чертеж печи булерьян можно без труда отыскать в интернете.

Если все-таки принято такое решение, стоит помнить о том, что в булерьяне одним из самых сложных элементов является передняя стенка с дверцей: последняя должна обеспечивать полную герметизацию, и ее изготовление придется заказывать, в противном случае на качественную работу печи рассчитывать не придется.

Список необходимых материалов и инструментов также можно найти на специализированном сайте или форуме печников.

Готовые-покупные

Установка буллера в отапливаемом помещении тоже имеет некоторые особенности. Посмотрите на рис. Слева – вариант не вполне удачный. И не только потому, что нужно долбить бетонные перекрытия, для чего требуется проект с разрешением, конструкции-то несущие.

Варианты установки буллера в помещении

Во-первых, для устройства дымохода, проходящего через чердак и крышу, понадобится собрать уйму бумаг, чтобы получить разрешение пожарников. А потом еще и выполнить все противопожарные требования, что обойдется непросто и недешево.

Во-вторых, оседающий из дымовых газов буллера конденсат (шламоконденсат) обладает удивительными физико-химическими свойствами. Им будет посвящен особый раздел, а пока отметим следующее: хотя отдельных санитарных правил для этого вещества и нет, но самому для себя от него лучше держаться подальше. А в данном случае шламоконденсат остается в помещении.

Вариант справа хорош уже тем, что нужно бурить не бетонную, а кирпичную стену. Она, конечно, тоже несущая, но нагружена меньше перекрытия. На проем в ней до 150 мм диаметром контролирующие органы закрывают глаза. А стандартный диаметр дымохода буллера – 100 мм. И получить пожарное разрешение на наружный дымоход куда проще. И шламоконденсат окажется снаружи.

В том и другом случае фундамент под булерьян не нужен, достаточно несгораемой подставки. Прочие общие условия следующие:

Расстояние от обычной стены – не менее 1000 мм.
Если стена покрыта огнестойкой штукатуркой (например, вермикулитовой) слоем не менее 25 мм, от буллер можно придвинуть к ней на 800 мм.
В радиусе 1200 мм от центра дверцы топки – огнестойкий настил, как и для других печей: сталь от 1,5 мм на асбестовой подушке.
Выход подставки за контур печи – не менее 300 мм во все стороны.
Если буллер сертифицирован пожарной охраной на эксплуатацию без подставки, снабжен штатными несъемными несгораемыми ножками и карманом – улавливателем перед дверцей зольника, можно ставить его без подставки прямо на пол, кроме дощатого деревянного или фанерного. На ламинат или мармолеум можно.

Водяные буллеры

Водогрейный котел-булерьян

А нельзя ли такую, действительно хорошую, печку, приспособить для водяного отопления? Можно, и водяные булерьяны выпускаются промышленностью. Но, глядя на такой (см. рис), поневоле вспоминается высказывание выдающегося советского строителя подводных лодок о проекте гигантского атомного подводного ракетоносца типа «Акула», еще известного как «Тайфун»: «Это яркий пример победы техники над здравым смыслом».

Авторы «водобуллеров» забывают, или игнорируют, исходя из требований рынка, что булерьян изначально создавался как печь воздушная. А теплоемкость воды в 800 раз больше таковой воздуха. Чтобы отходящие газы успели передать ей свое тепло, их нужно запутать в лабиринте водогрейного регистра. А в булерьяне с его боковым подогревом теплообменника это в принципе невозможно, иначе придется создать совсем другую печь.

Единственный способ нагреть буллером воду для отопления – интенсифицировать горение в топке. Но при этом, как рассмотрено выше, неизбежно упадет КПД.

Однако приспособить любой булерьян для ГВС очень просто. Допустим, есть у нас 2 батареи по 4 трубы, а вся печь на 10 кВт. Как видно на тепловом снимке (см. рис. слева ниже), и при интенсивной топке на быстрый разогрев температура воздуха в соплах батарей не выше 160 градусов.

Тепловой снимок печи булерьян

Теперь наденем на две трубы самые обычные металлогофры и подключим их к трубам, проходящим через котел ГВС. Горизонтально, вертикально – все равно. В воду уйдет 2,5 кВт. Если бак на 80-100 л изолирован ЭППС толщиной в 40-50 мм, то за полчаса вода в нем нагреется до 60-70 градусов, и затем эта температура будет поддерживаться. Для сравнения: в бытовые 100-л электробойлеры ставят ТЭНы на 3,5-5 кВт.

Такая система хороша и тем, что безо всякой автоматики вскипание воды абсолютно исключено. Вспомним школьную физическую задачку для особо (без кавычек) одаренных и смекалистых: как нагреть воду ровно до 100 градусов, не давая ей закипеть?

Ответ таков: взять кастрюлю, положить в нее деревянные чурбачки для теплоизоляции. Поставить на них другую кастрюлю, поменьше. Налить в обе кастрюли воды, поставить на огонь. Вода во внешней кастрюле закипит, но ее температура выше 100 градусов не поднимется, т.к. тепло огня пойдет на передачу воде скрытой теплоты испарения воды.

Вода во внутренней кастрюле тоже нагреется до 100 градусов, но разницы температур между ней и внешней не будет, и теплота, необходимая для испарения воды, во внутреннюю кастрюлю перейти не сможет. Вода в ней нагреется точно до 100 градусов безо всяких признаков кипения.

Применительно к случаю с «водобуллером» – в воздухе с температурой 140 градусов нет запаса тепла, обеспечивающего вскипание воды. При подходе ее температуры к 100 градусам воздух в теплообменнике будет стремительно остывать, температурный градиент приближаться к 0, и вода никогда не закипит.

Советы и правила эксплуатации

Для системы отопления Булерьян необходимо соблюдение условий эксплуатации, что позволяет повысить эффективность работы установки и продлить ее эксплуатационные сроки. Комментарии многочисленных пользователей печи показывают, что наиболее актуальными являются такие вопросы:

меры предотвращения замерзания теплоносителя при отключении отопительной системы;
причины низкой производительности;
правила и особенности топки;
можно ли ставить конструкцию на улице.

Как не допустить заморозки контура?

При работе печи следует внимательно следить, чтобы не произошло замерзание теплоносителя. Для этого котлы имеют встроенный ТЭН на 1 кВт. Система оборудована датчиком, который постоянно отслеживает температуру теплоносителя и при падении ее до минимального уровня включает дополнительный подогрев.

Методом защиты также является полный слив воды при отключении системы. В этом случае трубы и корпус выдержат заморозки до -50 градусов.

Почему Булерьян начинает плохо греть?

Почему водные котлы могут плохо греть помещение? Причины могут быть следующими:

неправильный монтаж/подклчючение (недостаточная высота дымоходной трубы, плохой выход газа);
неграмотная установка печи с нарушением высоты (допускается расстояние от пола на уровне от 40-50 см, в остальных случаях производительность системы падает);
печка на дровах имеет слишком низкую мощность (реальная на 10% ниже указанной в документации, что связано с особенностями работы установки);
слишком большое количество подключенных радиаторов.

Особенности топки

Котел Булерьян с водяным контуром топится при помощи режима тления, для розжига используются щепа, дрова, бумага. Интенсивное горение наблюдается только в первые полчаса, далее печка должна перейти на нормальный режим.

Внимание: Печь не должна работать на пределе, теплопроводимость корпуса ограничена и тепло будет уходить в никуда. Эффективность при сильном разгоне конструкции будет крайне низкой, это напрасная трата топлива.

Принцип растопки Bullerjan будет следующим:

газификатор, специальный регулятор полностью открываются;
разжигается огонь (оптимально использовать бумагу и мелкую щепу);
после разгорания огня камера заполняется на 80%;
топить надо до момента, когда датчик покажет значение в 180-200 градусов (время топки составляет не больше 20-30 минут);
затем газификатор надо закрыть на 45 градусов.

Для топки применяется дровяное топливо, лучше всего подходит не расколотые на части полена с размером, соответствующем длине камеры. Дверка топки должна плотно закрываться, щели не допускаются. Золу отопительной печи не удаляют, она остается в камере все время ее работы.

Установка на улице

Можно ли ставить водяные котлы Булерьян на улице? Теоретически допускается, но на практике не рекомендуется, так как наличие «водяной» рубашки сильно ограничит возможность устройства при таких условиях.

Об отоплении частного дома

Хорошо, может сказать читатель, но ведь обогреваться-то надо! Да, но печное отопление применяется преимущественно в частных домовладениях, а там водяное – чистой воды предрассудок, стереотип «централизованного» мышления. Для КПД центральной ТЭЦ, действительно, теплоемкость теплоносителя имеет первостепенное значение, иначе он остынет, пока дойдет до абонентов.

А в частном доме? Что, тянуть магистраль из кухни или топочной вокруг всего участка в гостиную/спальню? Не проще ли разогнать по комнатам теплый воздух, которого буллер дает, что называется, с верхом? Посудите сами:

Воздуховоды можно сделать простым инструментом из дешевых материалов: жести, гипсокартона, фанеры, просто из картона, а трубы дороги, их нужно гнуть, варить, паять.
Не нужны регистры, расширительный бак, фурнитура, автоматика.
Можно раз навсегда забыть о свищах и протечках.
На воздуховоды с вентиляторами и жалюзи не требуется ни проекта, ни разрешения. Достаточно самому просчитать, в какую комнату какое сечение вывести.
Теплопередача в стены (а это до 15% теплопотерь на воде) равна нулю; здесь плохая теплопроводность воздуха нам на руку.
Поставить на выходах регулируемые жалюзи – вот вам и легкая оперативная регулировка температуры по комнатам. С настройкой водяного отопления лучше и не сравнивать.
Если расположить выходные жалюзи у дальних от окна стен над полом, то воздух, пока доберется туда, где сможет подогреть улицу, отдаст свое тепло комнате. А как увеличивают энтропию Вселенной батареи в подоконных нишах, всем известно.
Этот же прием даст и теплый пол безо всяких дополнительных затрат и работ.
Стены ровные, никаких уродств на виду – дизайнируй интерьер, как душе угодно.

Видео: булерьян и отопление гаража

Буллеры без труб

Профессор Иннокентий Николаевич Бутаков (не путайте с Александром Владимировичем Бутаковым, тоже профессором, но юристом) еще в 20-х годах прошлого века изобрел фактически булерьян, приделав сверху к буржуйке с тепловым экраном дожигатель. Ныне печи типа «Бутаков», «Профессор Бутаков», «Студент» в современном исполнении (см. рис.) на отечественном рынке успешно конкурируют с булерьянами. Их технические характеристики и принцип действия схожи, как однояйцовые близнецы, но сделать самому «Бутакова» гораздо проще, как видно из рисунка.

Конвекционная печь Бутакова

Компьютерный булерьян

Первый буллер рассчитывали чуть ли не на логарифмической линейке. Как ни странно, но первыми догадались как следует промоделировать его на компьютере и оптимизировать в Новосибирске, в «Термофоре». Сейчас их печи «Огонь-батарея» разных типоразмеров – один из хитов рынка. И не удивительно: просчитав как следует все процессы, удалось в тот же буллер поместить водогрейный контур для ГВС и варочную поверхность с конфоркой, см. рис.

Печь “Огонь батарея”

Печи «Огонь-батарея» сразу вызвали на себя залповый огонь критики. Но тут вспоминаются уже сетования классиков литературы: «Все те же мелкие нападки на шрифт, виньетки, опечатки…»

«Не соответствует она моему представлению о печах…» Пардон-с, о вкусах не спорят. «Металлические печи вредны для здоровья». Кем, когда и где доказано или хотя бы замечено? «Не печь, а какой-то котел для миноносца». Сударь, вы льстите разработчикам. Уж над котлами-то для эсминцев и крейсеров трудились лучшие умы теплотехники. 70 000 кВт в объеме 8 куб. м. при КПД 97% – если это не совершенство, то что тогда совершенство вообще?

А что в нем плохо?

Да, видимых недостатков у буллеров не видно. Их так и называют: печь без недостатков. Но один подспудный все же есть, и серьезный.

Любое органическое топливо сгорает, выделяя т. наз. реакционную воду. Она полный аналог метаболической воды, образующейся в живых организмах: выделяется при расщеплении органических молекул. Из-за низкой температуры в топке реакционной воды в выхлопе булерьяна больше, чем у других печей медленного горения; в них эта вода частично участвует в пиролизе.

Второй момент – минеральные составляющие древесины. Продавцы буллеров преподносят как достоинство тот факт, что дрова в буллере сгорают, не оставляя даже золы. Но зола в дереве есть изначально, и в буллерах зольные частицы вылетают в дымоход.

Третий – углеводородные радикалы. Это химически очень активные остатки не разложившихся до конца органических молекул. Все это вместе взятое уменьшает КПД буллера всего на 5-7% и по объему составляет такую же долю его выхлопа. Но для бытовых булерьянов эти проценты оказываются поистине убийственными.

Вспомним формулу Карно. Если взять пиролизный котел с 1500 градусов в камере сгорания и 300 на выхлопе, то он покажет КПД в 80%. У булерьяна те же 80% получаются при 600 и 120 соответственно.

Реакционная вода из пиролизного котла не успевает сконденсироваться в дымоходе и бесследно рассеивается в атмосфере. Зола оседает на под топки. Откуда ее приходится время от времени выгребать. В ее составе – чисто минеральные соли, пригодные на удобрение. Органические радикалы котел также образует в небольшом количестве, но они уже в 1-2 м от устья дымохода окисляются кислородом воздуха до углекислого газа и воды, т.к. они образовались при высокой температуре и очень легкие, небольшого молекулярного веса

Не так в буллере. Реакционная вода сразу за экономайзером выпадает в конденсат. Каждая его капелька – свернутая в комок тонкая пленка, а физико-химия тонких пленок разительно отличается от нее же для массивных агрегатов вещества. И тут же – зольные частицы, тяжелые органические радикалы. В результате в отстойник оседает не просто грязная вода, а коктейль чудовищной токсичности, канцерогенности и черт знает чего еще.

Этот отстой (без кавычек) нужно куда-то девать. Оставить открытым конец «трубы, которая до земли» – постепенно подмоет фундамент, а овощи с огорода есть нельзя будет. Потихоньку выносить и выливать – свойства шламоконденсата булерьяна таковы, что от СЭС и экологов это не скроется, со всем вытекающим.

Поэтому буллеры называют еще тепличными печами. Их в оранжереях чаще всего ставят без экономайзера (см. рис.) Цветы, ранние и всесезонные овощи – продукция высокорентабельная, тут накладно не будет не только с худшим КПД мириться, но и всю печку через год-два-три менять.

Установка буллера без экономайзера

Правда, выхлоп такого буллера все равно попахивает, но теплицы с оранжереями и сами по себе выделяют метан, этилен и прочее в том же духе. Поэтому по санитарным правилам их нельзя строить вблизи жилых строений, так что дымок от буллера даже отдельного «решения вопроса» не требует.

Некоторые ушлые цветоводы, особенно в бедных водой местах, рассудив, что тюльпаны, розы и гвоздики не едят, а многие растения с роскошными цветами ядовиты сами по себе, ставят буллеры по полной схеме, а шламоконденсат, чуть профильтровав, запускают в системы капельного полива. Однако помидорно-клубничные эксперименты такого рода всегда заканчиваются реанимацией покупателей, расследованием и громкими скандалами с санкциями, а то и тюрьмой.

Процесс горения и механизм работы пиролиза

Основное физическое явление, без которого невозможно представить работу ни одной печи – это окисление различных веществ кислородом, содержащимся в воздухе. Огонь, прирученный нашими предками миллионы лет назад, стал сегодня настолько привычным, что мы даже не задумываемся, как происходит горение, с которым каждый из нас знаком с самого детства. Простой, на первый взгляд, вопрос «как горят дрова?», на самом деле, требует отдельного пояснения. Ведь без понимания основ мы не сможем разобраться в том, как работают экономные пиролизные печи и за счет чего они настолько хороши и экономны.
Собственно, образование пламени происходит в несколько этапов:

Сначала дрова нагреваются и высыхают, выделяя в окружающую среду водяной пар, препятствующий возникновению огня. Для этого нужен посторонний источник энергии, которым обычно служит легковоспламеняющаяся бумага, жидкость для растопки либо куча мелких горящих щепок.
Дрова, которые с точки зрения химии представляют собой сложные органические структуры, состоят из трех основных элементов: карбона, гидрогена и оксигена. При нагревании древесина распадается, и эти составляющие в виде различных простых газообразных соединений, начинают выделяться в окружающее пространство. Общее название для всех образовывающихся во время нагрева топлива веществ – пиролизные газы, а для самого процесса – пиролиз.
На следующей стадии продукты разложения древесины воспламеняются, и все больше и больше ускоряют пиролиз оставшихся поленьев, обеспечивая костер свежей подпиткой.
В конце концов дерево сгорает, оставляя после себя часть не успевших прореагировать с окислителем углей.

Как происходит горение

Собственно, идея, позволившая построить печи длительного горения, заключается в том, чтобы обеспечить максимально полное разложение топлива таким образом, чтобы после его использования практически не оставалось недогоревших отходов. Для этого было необходимо максимально замедлить пиролиз, чтобы весь объем дров постепенно и полностью распался на пиролизные газы.