Виды домашних дровяных печек долгого горения

Печное отопление переживает второе рождение, и тому есть веские причины. Лейтмотив печного ренессанса – печь длительного горения. Дровяные длительного горения печь для дома и дачи являются отличной альтернативой дорогостоящим котлам. В конструкции этих отопительных систем используются эффективные методы пиролиза для сжигания топлива. Это обеспечивает высокую эффективность и способность обеспечивать дом тепловой энергией в течение почти 24 часов.

Содержание статьи:

• Принцип действия
• Конструкция
  

  • Принцип верхнего горения
  • Устройство нижнего горения
  • Пиролиз дров

• Плюсы и минусы
• Виды
• Популярные модели
  

  • Конструкция Булерьян
  • Отечественная печь Бренеран
  • Российские обогреватели Бутакова

• Самостоятельное изготовление
  

  • Печь из газового баллона

• Чертеж

Дровяные обогреватели длительного горения имеют очень простую, хорошо продуманную конструкцию и могут самостоятельно отапливать придомовую территорию.

Такие нагреватели делятся на несколько категорий, включая водяные контуры, нагреватели для парилок и комбинации печь/камин.

Принцип действия

Продолжительность процесса горения поддерживается внутри устройства за счет пиролиза или газообразования. Проще говоря, его можно определить как процесс "тления", который происходит при недостаточном количестве кислорода, поступающего из воздуха. Дрова помещаются в камеру сгорания особым образом и зажигаются при полностью открытой заслонке вентилятора. На первом этапе топливо нагревается и сушится. Далее запускается процесс теплообмена, летучие элементы высвобождаются и перемещаются в верхнюю камеру сгорания для завершения процесса горения.

Как только воздух в доме достигает необходимой температуры, заслонка вентилятора закрывается, и подача кислорода в нижнюю топку прекращается.

Режим устанавливается для инициирования генерации пиролизных газов. Без воздуха процессы, происходящие в топке, не позволяют древесине активно гореть, и образуются пиролизные газы, зола и другие компоненты. Горючая масса собирается в верхней камере сгорания, а тепло передается на стенку печи или встроенный котел.

Основные технические данные нагревателей для пиролиза древесины:

• Тепловая производительность или мощность, кВт;
• Температура дымовых газов;
• Расход топлива, кг/час;
• Материал и внешняя отделка камеры сгорания;
• Размеры и вес устройства.

Эти характеристики влияют на скорость и целостность отопления дома. Такие агрегаты, как правило, могут обогревать общую площадь 50-200 м2 в течение примерно 3-6 часов непрерывной работы.

Конструкция

Кирпичные печи длительного горения похожи на традиционные русские печи. Керамический кирпич используется для строительства стен. Обжиговый пояс выложен кирпичами из огнеупорной глины, а перед ним — базальтовый картон.

Металлические устройства имеют сварные конструкции из стального проката. Корпус обычно прямоугольный, но бывают и круглой формы. Домашние мастера часто используют газовые баллоны для изготовления самодельных обогревателей.

Для охлаждения внешней стенки установлена водяная рубашка. В этом случае конструкция выполняется по принципу "труба в трубе", и можно подключить батарею отопления. В кольцевом пространстве установлены змеевики для нагрева горячей воды. Защита от перегрева металла в горячей зоне обеспечивается установкой огнеупорных кирпичей. В некоторых конструкциях песок засыпается в кольцевое пространство и одновременно выступает в качестве изоляционного и теплоаккумулирующего материала.

Дровяные печи длительного горения имеют две камеры:

1. Основная гидролизная печь, в которую помещается топливо и тлеет при недостатке кислорода, образуя горючие газы;
2. Камера выгорания. Летучие продукты пиролиза смешиваются с воздухом, образуя газовоздушную смесь, которая воспламеняется при температуре 1000 °C. Это температурное состояние создает стабильное горение в дожигателе.

Дополнительная информация! Современные пиролизные котлы заводского изготовления оснащены системами контроля температуры и вторичного воздуха, которые регулируют скорость обдува вентилятора, что влияет на процесс горения.

Принцип верхнего горения

Принцип работы печи этого типа достигается за счет организации горения в верхнем слое древесины. Поскольку стандартное расположение топочной камеры находится в нижней части конструкции, нагретый холодный воздух поднимается к верху. В этом отношении установки длительного горения похожи на установки пиролиза, где теплообмен происходит не от сгорания древесины, а от выделяемых летучих веществ. Для этого создается специальное закрытое пространство. Обе камеры соединены трубами, которые передают газы из нижней камеры в верхнюю.

Преимущества верхнего горения в дровяных печах:

• Более длительный процесс сгорания;
• Современный уровень эффективности;
• Простое управление;
• При эксплуатации таких котлов не используется сложная автоматика для управления;
• Энергетическая независимость;
• Безопасность и хорошие гарантийные условия.

Устройство нижнего горения

Эта конструкция шахтного типа отличается тем, что сгорание происходит в ограниченной нижней части загрузочной камеры. Большая часть древесины не сгорает, а высвобождается при прогорании нижнего слоя и удалении пепла из зольника.

Процесс сжигания дров происходит локально в ограниченном пространстве, что увеличивает время работы устройства от одной закладки до другой. Несмотря на то, что в традиционных устройствах дрова прогорают за 2-4 часа, хорошая шахтная печь может работать до 8-10 часов.

Пиролиз дров

Твердотопливные печи, сочетающие в себе характеристики традиционных печей с эффективностью газификации, являются современным направлением в развитии систем отопления. Это очень экономичный и экологически чистый способ сжигания древесины. Такие агрегаты обеспечивают большую мощность и беспрецедентную эффективность — около 90% КПД при меньшем потреблении топлива, чем большинство других агрегатов. Газ производится в соответствии с принципом газификации "восходящий поток/нисходящий поток". Воздух поступает через слой горящей древесины, которая выделяет летучие вещества. Когда эти летучие вещества проходят через горящее топливо, они преобразуются в топливные газы, содержащие в основном CO, H2, CO2, H2O и CH4. Древесный уголь еще больше уменьшает продукты сгорания CO2 и H2O до CO и H2 топлива, достигая максимальной температуры пламени.

Обратите внимание! Древесный кокс может быть получен, если технически возможно отделить твердые остатки в печи.

Когда древесина нагревается в топке, она проходит определенные стадии, пока не превратится в древесный уголь.

1. Древесина при T от 20 до 110 C поглощает тепло во время сушки;
2. Когда Т достигает 110-270 C, начинается разложение и выделяется некоторое количество окиси углерода, двуокиси углерода, уксусной кислоты и метанола;
3. T 270 — 290 С этого момента начинается экзотермическое разложение древесины. Смешанные газы и пары продолжают развиваться, вместе с небольшим количеством смолы;
4. При температуре от 290 до 400 °C, когда структура древесины продолжает разрушаться, выделяемые пары включают горючие газы, угарный газ, водород, метан, углекислый газ и конденсированные пары (вода, уксусная кислота, метанол и ацетон);
5. Когда Т достигает 400-500, преобразование дров в древесный уголь почти завершено.

Плюсы и минусы

Как и другие отопительные приборы, дровяные печи длительного горения имеют свои преимущества и недостатки.

1. Дешевые и доступные виды топлива: костер, отходы и пеллеты;
2. Пиролитические устройства имеют высокую эффективность;
3. Почти полное сгорание топлива;
4. Подходящий выбор моделей с различными тепловыми свойствами;
5. Надежная конструкция, простое обслуживание и ремонт;
6. Процесс горения дольше 6 часов;
7. Регулировка процесса горения позволяет легко переключаться с режима активного горения на режим тления.

Несмотря на многочисленные преимущества, у таких печей есть и недостатки.

1. Строгие требования к конструкции дымохода;
2. Постоянная доработка дымоходного канала;
3. Для запуска печей в холодильных камерах необходимо использовать обычный процесс полного сгорания, пока не будет достигнута температура, достаточная для процесса пиролиза;
4. Интенсивный процесс конденсации требует мощной силы тяги для удаления влаги, которую может создать только мощная дымовая система.

Виды

Основными типами нечастых дровяных печей являются, например, чугунные норвежские камины, такие как финские печи и катализаторы. Третий вариант — это гибрид этих двух вариантов.

В некаменных дровяных печах используется система подсыпки в виде перегородки. Этот элемент расположен внутри топки, непосредственно под плитой. Перегородка подает кислород в топку, по сути, позволяя огню взять верх еще до того, как он покинет газовый счетчик. Такие печи нагреваются гораздо быстрее, чем каталитические дровяные печи. Они продаются чаще и стоят дешевле, чем каталитические.

Каталитические дровяные печи обычно дороже и требуют большего обслуживания, поскольку каталитический нейтрализатор необходимо регулярно чистить. Использование печи этого типа требует небольшой работы, так как необходимо следить за температурой и перемещать ручку, как только температура достигнет 500°C. Каталитические камеры сгорания увеличивают скорость химической реакции (сжигания древесных газов) и, следовательно, температуру. Гибридные дровяные печи сочетают в себе систему сгорания и технологию каталитической камеры сгорания.

Система отопления подразделяется в зависимости от продолжительности процесса горения:

• Быстрое горение — до 5 часов;
• Длительное горение — 5-7 часов;
• Длительное горение — 8-10 часов.

Популярные модели

Рынок отопительных систем широко представлен моделями длительного горения. Современные дровяные обогреватели намного эффективнее, чем печи, использовавшиеся несколько десятилетий назад. Благодаря постоянно растущим ценам на пропан, природный газ и мазут, отопление огнем — отличный способ поддерживать тепло и комфорт в течение всей зимы.

Дополнительная информация! Кроме того, современные технологии не только сделали использование дровяных печей более безопасным и легким, но и повысили их эффективность. Ниже представлены модели с самым высоким рейтингом популярности среди россиян в 2019 году.

Конструкция Булерьян

Эта модель канадской печи представляет собой характерную цилиндрическую печь с толщиной металла 6,0 мм. Двери расположены в торцах конструкции, что очень удобно. Трубы приварены к корпусу устройства. При сгорании топлива горючие газы, используя конвективную теплопередачу, нагревают стенки трубы. Топочное пространство оборудовано колосниковой решеткой.

Камера сгорания разделена на две части перегородкой, установленной в камере цилиндрической конструкции, в первую подаются дрова, во второй образуются и сгорают пиролизные газы. Дымоход расположен напротив двери в комнату. Летучие вещества циркулируют вдоль передней стенки, образуя дымовые газы, которые полностью сгорают, поднимаются к верхней части печи и выводятся через отверстие дымохода.

NB! Агрегат отличается высокой эффективностью, работает с КПД 90% и обеспечивает обогрев помещения за 10-15 минут. Можно использовать различные виды дров и брикетов. Распределительная сеть включает стандартные варианты "Brelian" и варианты печей с внутренним водяным контуром или печью.

Отечественная печь Бренеран

Это российский аналог, который превосходит по техническим характеристикам и не уступает канадской печи Brellian. Производитель выпускает устройства в соответствии с европейскими стандартами качества. Они классифицируются по маркировке AOT, где цифровой индекс означает мощность агрегата в кВт.

1. AOT-6, мощность 6 кВт, площадь обогрева макс. 60 м2;
2. AOT-19 — тепловая нагрузка 35 кВт, отапливаемая площадь — 260 м2.

Топка может быть укомплектована стеклянной дверцей, а вариант модели AOTV имеет водяной контур. Основным недостатком российской сборки является слабая герметичность дымохода. Поэтому образующийся конденсат может попасть в печь.

Российские обогреватели Бутакова

Эти печи запатентованы профессором Сергеем Ефимовичем Бутаковым. Продукт сертифицирован, а конструкция продемонстрировала свои уникальные технические возможности в ходе испытаний. Существует несколько типов установок с различной огневой мощью и размерами.

Конструкция этой модели универсальна и может использоваться как для бытового отопления, так и для медленного нагрева ванн. Агрегаты обеспечивают отличную производительность и могут использоваться в любых условиях. Печь "Студент" с тепловой мощностью 9,0 кВт и массой 70,0 кг отапливает помещение объемом 150 м3, а печь марки "Профессор" с массой 235,0 кг и тепловой нагрузкой 40 кВт — 1000 м3.

Дизайн этой модели более интересен, чем у модели Brenneran. Конструкция печи более продумана и позволяет точно регулировать подачу кислорода, обеспечивая тем самым целостность горения.

Недостатком печей Бутакова и Бренеран является отсутствие конденсатоотводчика, что усложняет эксплуатацию дымохода.

Самостоятельное изготовление

Самодельные дровяные печи или обогреватели — это экономичный способ готовить пищу и согреваться в холодную погоду, не тратя целое состояние на дорогие обогреватели. Они не требуют сложной профессиональной подготовки или заводских условий производства. Эти конструкции под силу квалифицированному домашнему мастеру. Тепловая нагрузка таких обогревателей может достигать 35 кВт и обеспечивать теплом помещения площадью до 30 м2. Они работают на древесине и пеллетах, повышая эффективность установки до 80-85%, с максимальной продолжительностью до 8 часов.

Печь из газового баллона

Прежде чем приступить к производству обогревателей, необходимо помнить, что в этом проекте существует множество опасностей. Работа связана с огнем, расплавленным металлом и газами. Поэтому домашние мастера должны иметь защитную термостойкую одежду и средства защиты, включая перчатки, сапоги, куртки, брюки и маски.

Во-первых, в качестве основы для проектирования необходим пустой газовый баллон.27 Рекомендуется использовать емкость объемом 27 литров. Цилиндры меньшей емкости менее эффективны и не смогут обогреть даже небольшие ванны.

ВАЖНО! Перед использованием газового баллона его необходимо подготовить к безопасному использованию. Во-первых, убедитесь, что он действительно пуст. Затем они вынесут его наружу и снимут верхний кран. Обратите внимание, что в это время в баке может оставаться небольшое количество газа. Чтобы окончательно удалить весь остаточный газ, заполните емкость водой и слейте ее.

Поскольку работа выполняется на открытом воздухе, сливную воду необходимо утилизировать. После этой операции газовый баллон безопасен для использования. Тем не менее, чтобы не подвергать себя и своих близких опасности или полностью обезопасить от возможных взрывов во время подготовительных операций, рекомендуется обратиться в профессиональную газовую службу и приобрести бывшие в употреблении баллоны для сварки, которые уже были подготовлены.

Чертеж

После изготовления цилиндра от основания до чертежа можно изготовить детали и узлы и собрать их в отдельную конструкцию нагревателя. При сборке обогревателя следует обратить внимание на следующие моменты:

1. Дымоходное устройство и секции дымохода соединяются в противоположных направлениях по ходу движения дыма;
2. Место установки котла должно быть термостойким, а пол выполнен из негорючего материала, чтобы деревянная конструкция не могла быть повреждена огнем от печи;
3. Размещение горючих материалов в рабочей зоне котла запрещено;
4. Конструкция дымохода должна обеспечивать возможность регулярной очистки от сажи;
5. После изготовления устройства проверяется его работоспособность и допустимый уровень температурного режима.

Лучший способ сжигать дрова в современных условиях — использовать печь длительного горения. Она делает дом теплым и уютным. В холодное время года нет ничего приятнее, чем смотреть, как горят поленья в печи, и наслаждаться теплом в доме. Помимо эстетического удовольствия, современные печи очень экологичны. В отличие от моделей, использовавшихся десятилетия назад, эти устройства производят меньше выбросов и, следовательно, меньше загрязняют окружающую среду при использовании.