Простая конструкция печи длительного горения для изготовления своими руками

25.08.2016Рубрика: ОтоплениеАвтор: Наталья Иванцова

Бум на твердотопливные печи, который возник на рынке отопительного оборудования, имеет несколько причин. Во многом он обуславливается массовым строительством дач и загородных домов в местах, где нет возможности подключиться к магистральному газу. Сыграло роль и значительное подорожание энергоносителей, вынуждающее дублировать установленные отопительные агрегаты котлами, работающими на дровах и угле. Но главное, что хочется отметить, это появление конструкций, использующих совершенно иной подход к сжиганию твёрдого топлива, благодаря которому удаётся в несколько раз увеличить время между загрузками. Агрегаты, использующие новый принцип, различаются по сложности, габаритам и производительности. Сегодня мы расскажем о простой печи длительного горения, которую можно построить своими руками за выходные. Конечно, такой агрегат не подойдёт для отопления большого дома, а вот для обогрева подсобных помещений, гаража или теплицы он будет незаменим. Тем более что материалы для работы найдутся на любом пункте приёма металлолома.

• Преимущества и недостатки
• Виды печей длительного горения. Выбираем простой и производительный отопительный агрегат для изготовления своими руками
• Устройство и принцип действия печи верхнего горения
• Чертежи и схемы
• Необходимые материалы и инструмент
• Пошаговая инструкция по изготовлению печи длительного горения своими руками
• Как правильно загружать топливо и эксплуатировать агрегат
• Видео: Работа печи длительного горения, изготовленной из бочки

Преимущества и недостатки

Современные печи долгого горения имеют массу достоинств, которые при первоначальном выборе отопительного оборудования могут сыграть решающее значение. Тем не менее, недостатки существующих конструкций требуют взвесить все за и против, прежде чем принять решение о замене работающего отопительного агрегата новомодным пиролизным котлом.

К плюсам рассматриваемых конструкций относятся:

• многократное увеличение времени работы на одной закладке топлива;
• возможность полной автономности — при выходе на основной режим эксплуатация агрегата не требует вмешательства оператора;
• топливо сгорает практически без остатка;
• увеличивается интервал между загрузками;
• использование в качестве топлива не только угля и дров, но и щепок, опилок, сухих растительных отходов, пеллет и т. д.;
• уменьшенный вес и габариты;
• возможность регулировки процесса горения;
• КПД пиролизных котлов долгого горения достигает 90%;
• дымовые остатки не содержат сажи и вредных веществ;
• множество конструкций, доступных для изготовления своими руками.

Обязательно ознакомьтесь с недостатками печей этого типа:

• повышенные требования к дымоходу. Он должен иметь достаточную высоту и теплоизоляцию;
• в печах длительного горения можно использовать только сухое топливо. Излишки влаги снижают температуру пламени, а водяной пар перекрывает доступ кислорода, что делает невозможным работу агрегата в режиме газогенератора;
• пониженная температура дыма способствует наслоению сажи и других продуктов горения на стенках дымохода;
• при сжигании влажного топлива в дымовых остатках появляются тяжёлые фракции и опасные химические соединения;
• более высокая стоимость по сравнению с печами обычной конструкции.

Если взвесить все плюсы и минусы, нетрудно понять, что широкая популярность печей длительного горения — вовсе не случайность, а результат точных расчётов и тщательно проработанной конструкции.

Как сделать печь, работающую на опилках

Такая конструкция позволит сэкономить на дровах, а не только на приобретении дорогостоящего оборудования. Чтобы собрать такую печь, можете предварительно найти в интернете видео и советы по её сборке и авторские чертежи этого агрегата, который можно взять за основу.

Его можно собрать из любых подручных материалов и применять для отопления как жилых дачных домов, так и нежилых подсобных помещений.

Перед тем как растопить цилиндр в такой печи, его вытаскивают и вставляют в него сердечник. Затем в полученное место укладывают опилки, потом сердечник вытаскивают, а цилиндр ставят обратно.

Место, образованное вместо сердечника, будет служить проводником для воздуха при сжигании топлива. Розжиг происходит их нижнего ящика. Также вместо опилок можно применять в такой конструкции специальные пеллеты.

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

Экспериментальным путём установлено, что высота лопастей воздухораспределителя не должна превышать 50 мм, иначе скорость сгорания топлива будет увеличена, а это приведёт к необходимости более частых закладок горючего материала.

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.

Для подключения печи длительного горения к жидкостной системе отопления, агрегат оборудуют теплообменным контуром или водяной рубашкой.

Важные аспекты сохранения тепла в гараже

Обеспечить традиционную систему отопления в гараже не просто, да и достаточно дорого, а поддерживать оптимальную температуру воздуха в такой постройке все же необходимо. Ведь даже хранить транспорт лучше при температуре не менее +5 градусов, а производить какие-то работы нужно при температуре не менее +18.

Печь для гаража длительного горения

В большинстве своем автовладельцы, а также мотоциклисты предпочитают использовать для обогрева гаража небольшие экономичные печи, которые при этом отличаются высокой эффективностью и позволяют хорошо прогреть помещение. Также важно, чтобы печь не только позволяла экономить семейный бюджет, но и была безопасной и обеспечивала быстрый нагрев гаража. Хорошо, если топливом смогут выступать и различные отходы – например, отработка масла или древесные отходы. Это тоже позволит сделать печь менее убыточным сооружением.

Буржуйка округлая

На заметку! Переносные электрические обогреватели, как правило, оказываются неэффективными, а потому мало кто их использует для обогрева гаража. Плюс ко всему они не отличаются безопасностью, и без присмотра такие обогреватели оставлять не рекомендуется. А ведь в гараже ночевать и караулить печь никто не будет.

Особенности функционирования печи

Теплопотери в гараже всегда велики – редко когда постройка такого типа качественно утепляется хорошими теплоизоляционными материалами. Также важно понимать, что для прогрева небольшого по площади помещения часто требуется куда больше тепловой энергии, чем для того, чтобы прогреть дом. Чтобы протопить дом в два этажа, потребуется устройство, имеющее мощность около 10 кВт, а вот прогреть стандартных размеров гараж сможет конструкция с производительностью 2,5 кВт. Если есть желание сделать так, чтобы в гараже всегда была температура около 16 градусов, то нужно установить агрегат на 2 кВт. Иногда автомобилисты с целью экономии тепла стараются обогреть не весь гараж, а лишь место, где они непосредственно работают.

Печь для гаража – это важное оборудование, которое позволит создать оптимальные условия даже в холодное время года

Совет! Хорошее утепление стен, ворот и герметизация всех щелей в постройке позволят в значительной степени сэкономить и снизить расходы тепла. Температуру на нужном уровне при таких условиях поддерживать будет проще.

Лучшая самодельная печь для гаража

Чертежи и схемы

Несомненным достоинством представленной выше конструкции «буржуйки» долгого горения является нетребовательность к размерам. Как правило, для правильной работы печи достаточно знания принципов её работы и соблюдения основных пропорций. Тем не менее, представляем вашему вниманию чертежи и схемы действующих конструкций, изготовленных и испытанных в реальных условиях.

Чертёж печи с вертикальной загрузкой

Чертёж котла длительного горения

Схема печи длительного горения с открытым воздушным каналом

Чертёж котла

Советы по эксплуатации

Запускать печь ракету из кирпича нужно только при тёплом дымоходе. Для малого устройства это свойство не так существенно, а печь побольше на холодную трубу только зря использует дрова.

Поэтому печь ракету перед загрузкой нормы топлива после большого перерыва в эксплуатации нужно протопить бумагой, сухими стружками, соломой и т. п., поместив их в поддувало с открытой дверцей. Когда гул в печи снизит тональность или затихнет, тогда можно загрузить всё топливо в топку, оно должно воспламениться само собой от уже имеющегося огня.

Ракетная печь с лежанкой не является полностью саморегулирующимся устройствам под внешние условия и энергоэффективность топлива. Поэтому, в начале топки штатным количеством топлива поддувальную дверку оставляют в открытом положении. После того, как печь начнёт сильно гудеть, её прикрывают до положения, когда издаваемый звук будет едва слышен.

Использовать для разогрева печи можно только сухие дрова, влажные не дадут печи прогреться до нужной температуры, что может привести к обратной тяге.

Необходимые материалы и инструмент

Прежде чем приступать к постройке печи длительного горения, подготовьте такие материалы:

• двухсотлитровая бочка из-под ГСМ. Желательно выбирать ёмкость с толстыми стенками, без повреждений и сильно проржавевших участков. В качестве корпуса можно использовать трубу подходящего диаметра или баллон из-под пропана (бытовой на 50 л или автомобильный на 80–100 л). Кроме того, печку можно изготовить из листовой стали толщиной не менее 3 мм;
• металлическая труба диаметром не менее 60 мм — для обустройства воздушного канала;
• стальная труба диаметром 100 мм — для изготовления дымохода;
• стальной швеллер или уголок с полкой 50–60 мм;
• лист металла толщиной 5–6 мм размерами чуть больше диаметра корпуса — для изготовления распределителя воздуха;
• стальной лист толщиной не менее 3 мм, который потребуется, чтобы сделать крышку;
• петли для нижней дверцы.

Что касается инструментов, то они найдутся у любого уважающего себя домашнего мастера:

• сварочный инвертор или трансформатор;
• угловая шлифовальная машина (по-народному «болгарка»);
• зачистной и отрезной круг для УШМ;
• электрическая дрель;
• набор свёрл для работ по металлу;
• молоток;
• наковальня;
• мерительный и разметочный инструмент.

Если конструкция отопительного агрегата предусматривает обустройство водяного контура, то дополнительно требуется запастись листовой сталью и двумя резьбовыми патрубками для врезки котла в гидравлическую отопительную систему.

Пошаговая инструкция по изготовлению печи длительного горения своими руками

1. Для изготовления корпуса печки используют болгарку, которой аккуратно срезают верх металлической бочки. Разумеется, в случае использования ёмкости толщиной более 3 мм применение газового резака будет более оправдано. Ещё раз напоминаем о том, что работу надо сделать аккуратно — из срезанной части в дальнейшем будет изготовлена крышка печи. Если в качестве корпуса используется труба, то к ней необходимо приварить днище, вырезанное из листового металла толщиной 5–6 мм.

Срезая крышку, помните, что этот элемент понадобится в дальнейшем

2. В нижней части к корпусу при помощи сварочного аппарата монтируют четыре ножки из швеллера или уголка. Отметим, что если корпус будет изготавливаться из металла и иметь прямоугольную форму, то можно обойтись и без дополнительных опор.

Один из вариантов обустройства опорных ножек

3. При помощи всё той же болгарки или автогена из листовой стали толщиной 5–6 мм вырезают распределитель воздуха — круг, который сможет входить в бочку с небольшим зазором. Края металлического блина необходимо тщательно зачистить, чтобы предотвратить возможность задевания за стенки печи.

4. По центру воздухораспределительного устройства прорезают отверстие диаметром 20 мм и приваривают трубу для подачи воздуха в зону горения.

Лопасти воздухораспределительного устройства крепят на одинаковом расстоянии

5. С обратной стороны плоского поршня приваривают четыре отрезка швеллера или уголка, равномерно расположив их по кругу. Заметим, что лопасти не должны выступать за пределы воздухораспределителя. В дальнейшем, благодаря этим элементам, между металлическим блином и дровами будет находиться воздушный зазор, необходимый для горения топлива.

В итоге воздухораспределительное устройство должно выглядеть так

6. Из отрезанной ранее верхушки бочки изготавливают крышку. Для этого с внешней стороны по всему контуру приваривают металлическую полосу так, чтобы её диаметр позволял свободно установить верх печки на корпус.

Изготовление крышки

7. В крышке прорезают отверстие, на 3–5 мм больше диаметра трубы воздуховода. Кроме того, на её верх приваривают две ручки из полосок металла. С их помощью будет проще открывать люк для загрузки топлива.

8. В нижней части корпуса вырезают люк для чистки печи. Постарайтесь проделать эту часть работы при помощи болгарки с установленным тонким кругом. Так будет обеспечено более точное прилегание дверцы к корпусу. По периметру люка приваривают тонкую металлическую полосу, чтобы устранить образовавшуюся щель. Затем приваривают петли, устанавливают конструкцию на корпус и монтируют задвижку.

9. С другой стороны печи, на расстоянии 50–100 мм от её верхнего среза, врезают дымоотводный патрубок. В его качестве используют кусок стальной трубы, в которую с небольшим натягом будет входить дымоход.

Монтаж дымоотводящего патрубка

Лучше использовать дымоход разборной конструкции, состоящий из нескольких участков — в процессе эксплуатации его будет легче чистить.

На этом изготовление твердотопливного агрегата вертикального типа можно считать завершённым. Остаётся установить печь на место и присоединить дымовую трубу.

Печь длительного горения: окончательный вариант

Изготовление жиклера

На следующем этапе нужно изготовить простейший жиклер для подачи вторичного воздуха. Для этого автор использовал отрезок водопроводной трубы, который он слегка удлинил, и просверлил в нем отверстия диаметром 8 мм в количестве 5 шт.

Суть работы жиклера в следующем: снизу печи будет подаваться воздух, который подогревается в топочной камере и далее подается из отверстий во вторичную камеру. За счет этого и будут догорать несгоревшие пиролизные газы. В процессе работы печи в режиме тления из отверстий жиклера вырывается пламя.

Как правильно загружать топливо и эксплуатировать агрегат

Агрегат длительного горения отличается от традиционной печи увеличенным объёмом загрузки и ограничением доступа кислорода в рабочую зону. От количества загруженного топлива зависит время работы котла, поэтому дрова укладывают максимально плотно, не оставляя больших зазоров между поленьями. Если же в качестве топлива используют такие материалы, как торф, мелкий уголь, стружка, опилки или паллеты, то их насыпают до уровня дымового канала, не утрамбовывая. Необходимое уплотнение горючего обеспечит тяжёлый металлический поршень.

Загрузку топлива выполняют в следующем порядке:

• с агрегата снимают верхнюю крышку;
• вынимают воздухораспределительное устройство;
• производят загрузку печи до уровня дымохода;
• сбрызгивают верхний слой горючего материала жидкостью для розжига;
• устанавливают регулятор воздуха;
• возвращают на место крышку;
• внутрь воздушного канала бросают клочок ветоши, смоченной в горючей жидкости.

Устойчивое горение сопровождается дымом, равномерно выходящим из трубы. По мере сгорания дров труба воздуховода опускается вниз. По ней можно судить об оставшемся времени работы твердотопливного агрегата.

Разжигать печь лучше всего при помощи ветоши, смоченной горючей жидкостью

Во время эксплуатации на дне бочки скапливается пепел и зола. Надо сказать, что на процесс горения их количество не оказывает никакого влияния. Тем не менее, продукты сгорания топлива периодически надо удалять, поскольку они уменьшают толщину слоя закладки. Для этого открывают нижнюю дверцу и выгребают золу при помощи обычного металлического совка.

Удаляя золу, оставьте слой толщиной 10–20 мм на дне печи. Особого влияния на количество дров это не окажет, однако, создаст отличную теплоизолирующую подушку, которая будет защищать днище агрегата от прогорания.