Печь верхнего горения: из кирпича, верхнего горения, описание +Видео

Дровяные печи, как и раньше, находят широкое применение. Они не заменимы для обогрева дачи или загородного дома, временных сооружений или жилого дома в качестве запасного варианта или даже декоративного дополнения к выбранному дизайну интерьера. В отличие от классических дровяных печей, где в топке происходит активное сгорание топлива, большую популярность приобретают печи для дома на дровах длительного горения. Это обширная группа конструкций, объединенная простым принципом, чтобы печь дольше работала на одной закладке дров и при этом выдавала стабильно высокое количество тепла.

Конструкция и варианты исполнения

Печь изготавливается из прочного и теплоемкого материала. Это может быть чугун, толстостенная конструкционная сталь или кирпич.

Печи длительного горения спроектированы так, чтобы иметь возможность настраивать подачу воздуха и обеспечить оптимальные условия для поддержания тления. Для этого топочная камера делается объемной, рассчитанной на большую закладку. Заслонка для подачи воздуха располагается со стороны дверцы. Поверх основного отделения топочной располагается камера зажигания газа, из которой уже непосредственно выходит труба дымохода. Камеры разделены листом металла, и окно между ними формируется недалеко от входной заслонки.

Большая часть объема топки располагается за пределами оптимального маршрута следования воздуха от входной заслонки к дымоходу.

Входная заслонка сплошная, способна полностью перекрыть подачу воздуха, в то время как заслонка на дымоход обязательно имеет вырез размером в четверти сечения, не допуская полного перекрытия.

Вокруг топки формируются конвекционные каналы, чаще круглого сечения. Они способствуют активной конвекции воздуха для забора тепла от печки и обогрева помещения. Часто эти каналы используются для подключения воздуховодов для непосредственного обогрева соседних помещений.

Схема устройства печи типа Булерьян

Самыми распространенными моделями печи длительного горения для обогрева частного дома являются:

• Канадский Булерьян (Отечественный аналог — Бренеран).
• Печи с варочной панелью («Профессор Бутаков»).
• Котлы отопительные с камерой длительного горения.

Булерьяны привлекают внимание своей округлой формой и наличием ярко выраженных конвекционных труб. Предназначаются они для быстрого прогрева любого типа помещений, в которых есть дымоход. Конструкция предельно проста. В основе металлический цилиндр, разделенный горизонтальной перегородкой на две камеры, основную нижнюю для закладки дров и меньшую верхнюю для сжигания газа. По бокам дугами приварены трубы, обеспечивающие быстрый прогрев воздуха за счет усиления конвекции.

Печи с варочной панелью, а также декорированные печи для установки в жилых помещениях имеют более привычный прямоугольный или ромбовидный вид. Конструктивно никаких отличий нет. Возможно включение колосника в топочную камеру. Часто вывод дымохода выполняется вертикально без организации отдельного конденсат сборника. Конденсат стекает в верхнюю камеру и прогорает. Некоторые модели снабжаются прозрачными дверцами из закаленного стекла. Помимо эстетики это дает возможность гораздо проще настроить режим долгого горения, наблюдая за процессом в топке.

Котлы отопительные выделяются только наличием накопительного бака с водой, сформированного вокруг основной камеры, и камеры для сжигания газа. Сложность в исполнении таких котлов заключается в подборе оптимального режима работы, ведь при нагреве вода отбирает много тепла, что сбивает длительный режим горения. Фактически приходится настраивать каждый раз заслонки под различные температурные режимы.

Конструкция печи, её особенности и принцип действия

Прежде чем приступать к самостоятельному изготовлению печи, необходимо тщательно изучить все характеристики устройства.

Если предполагается сделать агрегат для обогрева большого помещения, то печь должна обладать высокой производительностью тепла. Например, для дома или помещения площадью 150 м² следует выбирать печь, рассчитанную на обогрев до 200 м². Этот «запас» мощности необходим для полной уверенности в том, что каждый уголок дома будет в тепле.

Если рассчитано обогреть помещение площадью 30–50 м², то печь можно изготовить без указанного «запаса». В таком небольшом помещении утечка тепла будет минимальной, поэтому агрегата с небольшой мощностью достаточно. Автоматическая заправка топлива позволит значительно упростить её обслуживание. При изготовлении такой печи на её корпусе можно предусмотреть варочные панели для приготовления еды. Если печь будет не только источником тепла, но и предметом интерьера, то в её корпусе можно сделать окна из огнеупорного стекла.

Особенности конструкции печей длительного горения

Отопительные приборы длительного горения имеют конструктивные особенности, отличающие их от других печей:

• топочная камера имеет объём для загрузки большого количества горючего материала;
• корпус печей длительного горения оборудуется большой дверцей;
• топочный отсек в корпусе печи разделён на две камеры; одна камера предназначена для тления горючего материала, вторая — для сгорания газа;
• конструкция такой печи предусматривает наличие специального отбойника, который препятствует попаданию пламени в дымоход;
• этот элемент каркаса печи изготавливается из металлической пластины, которую приваривают в верхней части топочного отсека.

Различия обычной и пиролизной печи

Чтобы понять принцип действия печи длительного горения, нужно сравнить его с работой обычной печи.

Работа обычной печи заключается в нагреве её поверхности и отдаче тепла в помещение. Розжиг топочного материала осуществляется снизу, отчего пламя распространяется по сторонам, направляясь вверх. Это происходит из-за доступа большого количества воздуха в топочную камеру. Топливо в такой печи сгорает быстро, из-за чего температура воздуха в помещении нестабильна — она, то опускается, то поднимается.

Принцип работы печи длительного горения другой. Дрова поджигаются сверху, а огонь распространяется вниз, при этом подача воздуха осуществляется только на место горения. В результате материал тлеет, равномерно выделяя тепло на протяжении долгого времени. Помимо топочного материала выделяется пиролизный газ, который тоже служит в качестве горючего, дополнительно создавая тепло.

В обычной печи топливо сгорает быстро, в пиролизной — медленно тлеет

Принцип работы

Печи для длительного горения дров иначе называются газогенераторными. Процесс сжигания разделен на два основных этапа: растопка с активным сгоранием топлива и основной режим с ограниченным доступом кислорода, тлением дров, выработкой и горением газа.

Если прогреть до высокой температуры дрова или специальные топливные брикеты из прессованных опилок, но не давать возможности им активно гореть, ограничивая доступ кислорода, то активного пламени в топочной уже не будет. Древесина начинает медленно тлеть, притом в идеале не во всем объеме. Под действием высокой температуры начинается выделение горючего газа, который сгорая, дает основную часть тепла.

На первом этапе в печь закладывается небольшой объем дров и открывается входная заслонка для прямого доступа воздуха богатого кислородом, и выходная для поддержания активного пламени. В это время печь прогревается и задается общая температура в топке.

Далее в печь закладывается сразу большая порция дров или брикетов, а заслонка закрывается, практически полностью перекрывая доступ воздуха. В печи поток воздуха подается не снизу, а сбоку или даже сверху так, чтобы не давать возможности всей закладке дров одновременно загореться. Кислорода должно хватать только на медленное тление.

Дрова прогреваются, и начинается выделение горючего газа, который впоследствии сгорает в верхней камере перед выходом в дымоход. Чтобы газ полностью прогорал, прикрывают заслонку на дымоходе.

Одной закладки в печи долгого горения должно хватать на 6-10 часов непрерывной выработки тепла. Это основное ее достоинство. Как следствие, целевое использование тепла так же повышается.

Принцип действия печи длительного горения

В обычной печи, отапливаемой дровами, топливо сгорает за два, три часа. Помещение прогревается быстро, но так же быстро остывает после прекращения горения. Это значит, что дрова необходимо добавлять часто, что неудобно, особенно в ночное время. Кроме того, такой отопительный прибор забирает кислород из помещения, а часть тепла уходит в дымоход. Отопительные приборы с длительным горением дров производятся из чугуна или стали (толщина листа 3−6 мм). По конструкции они отличаются от обычных печей — топка разделена на две части и более вместительная. Некоторые модели имеют воздушную конвекционную систему или водяной теплообменник.
Основная особенность этих отопительных приборов — способность работать в двух режимах. При необходимости быстро нагреть помещение шибер открывается полностью, зольник выдвигается на несколько сантиметров. Режим длительного горения предназначен для поддержания температуры на одном уровне.

Дрова сгорают очень медленно, с небольшим объемом кислорода и при более высокой температуре, чем в обычной печи.

Такие специфические условия создаются путем загрузки большого объема топлива и ограничения поступления воздуха (перекрытия шибера и поддувала). Дрова не горят, а тлеют, причем только небольшая часть. Основная масса только нагревается и образует горючий «топливный» газ, который впоследствии тоже сгорает, обеспечивая помещение теплом. Благодаря такой конструкции КПД у печи с длительным горением гораздо выше, чем у обычной. С каждой закладки дров можно получить гораздо больше тепла достаточно длительное время.

Недостатки печи

Настройка оптимального режима тления и газообразования достаточно сложна и кропотлива. Необходимо набить руку под конкретную печь и тип топлива, чтобы иметь возможность быстро перейти на второй этап медленного тления без последствий.

Неправильная настройка чревата прогоранием всей закладки дров с превышением допустимой температуры, а также полным перекрытием кислорода, от чего газ не будет прогорать и выйдет без толку через дымоход, повышая риск внезапного возгорания.

В ходе работы печь вырабатывает много золы и дыма, от чего дымоход быстро засоряется. Лучше всего предусмотреть дымоход разборного типа и регулярно проверять его состояние и очищать от загрязнений. Печь в нормальном режиме работы создает слабую тягу, так что состояние дымохода ключевой момент безопасности.

Недопустима эксплуатация печи без постоянного присмотра. Изменение погодных условий, неправильная настройка горения и закоксовка дымохода могут вызвать обрушение тяги, в результате чего угарный газ быстро заполнит помещение, а горючий газ спровоцирует взрыв или неконтролируемое возгорание.

С водяным контуром

Способность печки длительного горения поддерживать постоянную температуру в топке идеально подходит для включения в одну из камер топки водяного контура. В другом исполнении трубы водяного контура располагаются вокруг всей топки, по внешней стороне занимая часть конвекционных теплообменников.

Ермак-Термо 350-АКВА с водяным контуром

Отопительный котел длительного горения обеспечит беспрерывный нагрев теплооносителя в течение долгого времени без необходимости регулярно подбрасывать дрова. За счет точной регулировки процесса тления и горения газов КПД печи достигает 85% и есть возможность плавной регулировки температуры в котле.

Однако монтировать водяной контур в печь длительного хранения, которая не предназначена напрямую для этого, чревато нарушением ее работы. Водяной контур отнимает тепло от камеры сгорания газа, и он не прогорает полностью.

Материалы и инструменты

Для изготовления печи длительного горения потребуется стальной прокат. Идеальный вариант — выполнить заготовки из жаропрочной стали с добавками молибдена и хрома. В качестве примера можно привести марки 12Х1МФ и 12ХМ. Но следует быть готовым к тому, что данный материал обходится достаточно дорого.

Если удорожание самодельной «долгоиграющей» печи в ваши планы не входит, используйте обычную конструкционную сталь. Стоит она намного дешевле легированной, только нужно правильно подобрать марку. Наиболее долговечными самодельные теплогенераторы получаются из марки Сталь 20 (выдерживают 15-летнюю эксплуатацию). Но можно использовать и другие низкоуглеродистые марки — Сталь 10, Ст.3 и пр. Марки с более высоким содержанием углерода — от марки «Сталь 35» и выше — при воздействии высокой температуры подвергаются закалке. Вследствие этого они становятся хрупкими, поэтому для изготовления печи не годятся.

С материалами всё понятно, теперь рассмотрим конкретные разновидности проката, которые нам потребуются:

1. Листы толщиной 3 и 4 мм (для изготовления топки и теплообменника).
2. Листы толщиной 0,3–0,5 мм с цветным полимерным покрытием (обшивка).
3. Равнополочный уголок 50х4 мм (понадобится для изготовления колосниковой решётки).
4. Труба диаметром 50 мм (из неё изготовим патрубки теплообменника и жаровые трубы).
5. Труба диаметром 150 мм — для дымоотводящего патрубка.
6. Труба прямоугольного сечения 60х40 мм (воздуховод).
7. Полоса 20х3 мм.

Кроме того, потребуются такие материалы и изделия:

• 20-миллиметровая базальтовая вата плотностью 100 кг/м3;
• ручки и петли для дверок;
• асбестовый шнур (используется в качестве уплотнителя).

Конструкция будет сварной, поэтому домашнему умельцу следует вооружиться сварочным аппаратом. Можно использовать электроды марок МР-3С или АНО-21. Также понадобятся болгарка и дрель с набором свёрл по металлу. Всё остальное — инструменты для обычной слесарной работы да рулетка с карандашом.

С варочной поверхностью

Модели печек длительного горения, предназначенные в первую очередь для обогрева жилых помещений, оборудуются варочной панелью. Ровная поверхность из толстолистового металла сверху печки, которую используют для разогрева и приготовления пищи.

Схема устройства печи для дома Бутаков с варочной поверхностью

Регулировки как таковой у варочной панели нет. Температура зависит от интенсивности горения газов в верхней камере печки. В некоторых моделях дополнительной заслонкой снижается температура варочной панели, отгородив от камеры сгорания газа.

Чугунные

Печи для стационарной установки изготавливают из чугуна. Благодаря стойкости материала и его долговечности, печь прослужит до 50 лет без поломок и прогорания стенок. Чугун в дополнение к этому теплоемкий материал и долго держит заданную температуру в топке, от чего стабилизируется режим горения.

Естественный недостаток чугунных печек – это их огромный вес. Их устанавливают стационарно и обязательно на подготовленное основание в виде бетонного фундамента. Для защиты окружающих конструкций следует придерживаться рекомендованных производителем расстояний.

До деревянной стенки расстояние должно быть не менее 1,2 метра, до стен из негорючих материалов не менее 35 см.

Из кирпича

Принцип закладки печи длительного горения из кирпича такой же, как и у обычной, быстрого горения. Топочная возводится большего объема, а сверху добавляется камера для горения газа. Во многих печах и так имеется змеевик, ведущий к дымоходу для улучшения теплоотдачи, который достаточно слегка видоизменить и подготовить под горение газа.

Выкладывать из кирпича печь длительного горения считается не лучшей идеей. Изобилие золы и смол, быстрое коксование стенок из кирпича за счет их шероховатости требуют частой чистки. Металлические стенки в этом случае надежнее, они большей частью самоочищаются пиролизом. Кирпич в тех же условиях за счет пористости поверхности покрывается слоем нагара, который практически невозможно снять без применения жестких абразивов.

Как выбрать и на что обратить внимание?

При выборе каминной печи длительного горения стоит обратить пристальное внимание на следующие обстоятельства:

1. Степень доступности горючего и его стоимость. Если неподалеку от места проживания есть доступные лесопилки или прочие источники отходов столярной промышленности, стоит обратить внимание на модели, работающие на дровах. При наличии ресурсов угля или торфа подойдут печи, разработанные для потребления этого вида топлива.
2. Материал, применяемый для производства корпуса. Данный фактор существенно скажется и на цене каминной печи, и на показателях теплообмена. Кроме того, от качественного корпуса в значительной степени зависит длительность срока службы всей конструкции. Корпус может быть выполнен из стали, керамического материала или чугуна. Последний вариант считается наиболее оптимальным.
3. Характеристики мощности. Подбираются в зависимости от площади, которую необходимо обогреть в соотношении 1000 Вт на каждые 10м2 (при высоте потолка от 2,5 до 2,8м) + 15-20%.
4. Масса. Вес чугунной печи-камина будет превышать аналогичный показатель изделия из стали примерно на 1/5. Если в доме уже сделан ремонт и площадка под установку печи не была заранее укреплена, стоит выбрать стальное изделие.