На зміну звичним буржуйкам прийшли печі тривалого горіння. Ці повітряні котли при одній закладці дров підтримують температуру в приміщення 8-10 годин. Вони забезпечують теплом дачі, невеликі будинки, гаражі, будівництва. На ринку вистачає опалювальних приладів такого класу від самих різних виробників. Але всі вони походять від “печі канадських лісорубів” відомої також як Булерьян, яку можна зробити і самому.
Практичне використання фізичних і хімічних законів
Створити опалювальний прилад буде простіше, якщо розуміти принципи його роботи. Можна обійтися копіюванням, але результат виявиться під питанням. Зовні Булерьян нагадує металеву бочку, покладену на бік і оповиту трубами.
Ефективність печі Бурельян забезпечила їй популярність в країнах з суворим кліматом
Дизайн, якщо чесно не дуже, але забезпечила ефективність котла популярність у багатьох країнах з суворим кліматом (Канада, Росія, Аляска, північна Європа). В основі роботи приладу лежить принцип конвекції і дозованої подачі повітря в камеру згоряння.
Конвекція – перенесення тепла рухомим середовищем, в Булерьяне це повітряні потоки.
Холодне повітря важче теплого і притискається до підлоги. Туди ж виходять нижні кінці труб, що обвивають топку Булерьян. При нагревани камери згоряння холодне повітря поступає в труби і прогрівшись, через верхні кінці потрапляє в кімнату. В результаті циркуляції повітря пічка швидко нагріває приміщення. Кожен котел розрахований на певний обсяг кімнати. Потужний прилад перетворить приміщення в баню, слабкий буде його нагрівати занадто довго і швидко вийде з ладу.
Інша сильна сторона котла – тривале горіння. Швидкісний нагрів це добре, але якщо постійно сидіти біля печі, підкидаючи дрова, то відмінності від буржуйки будуть не істотні. Котел довго зберігає в приміщенні тепло завдяки ще одному закону природи.
У безповітряному просторі вогонь не горить. Тому в камеру згорання він надходить через заслінку (жиклери, канали) в кількості необхідній для того, щоб дрова тліли, а не горіли. Таким чином, в трубах приладу підтримується постійна температура, що передається проходить через них повітря. До речі, їх правильна назва “конвекційні труби”.
В залежності від деревини, дрова в камері можуть тліти до 10 годин. Весь цей час в приміщення буде тепло. Завдяки постійним конвекційних потоків приміщення нагрівається протягом 15 хвилин. Коефіцієнт корисної дії приладу оцінюється в 70%. Для порівняння ККД середньої цегляної печі менше 50%.
Пристрій воздухогрейного котла тривалого горіння
Причини швидкого нагрівання кімнати і збереження комфортної температури ми з’ясували. Залишилося зрозуміти з допомогою чого це реалізовано, тобто які елементи входять в конструкцію опалювального приладу.
Камера згоряння печі має циліндричну форму у вигляді бочки
Основа Булеьрьяна – камера згоряння, у цього котла вона має циліндричну форму (бочка). Через неї проходять конвекційні труби, що гріють приміщення. Сама топка розділена колосником на дві частини: верхню і нижню. Завдання колосника – подача повітря під нижні шари палива.
Регулює надходження повітря в піч спеціальна заслінка, вбудована в дверцята. При її повороті кількість повітря в камері збільшується (дрова розпалюються) або зменшується (тліють). Іноді виробники ставлять обмежувачі, що дозволяють зафіксувати заслінку в певному положенні.
Шибер-заслінка. Хтось відносить її до елементів димаря, хтось до котла. На чиєму боці істина за великим рахунком неважливо. Шибер монтується на виході з печі диму і переходить в димову трубу. Він покликаний при необхідності обмежити тягу. У перших моделях вони перекривали трубу наглухо. Сьогодні виробники, врахувавши сумну статистику загиблих від чадного газу, ставлять заслінки, які закривають трубу на 75-80%. Тобто мінімальна тяга зберігається.
Враховуючи, що робити піч булерьян своїми руками ми будемо для себе, то краще наслідувати їх прикладу. Втім, попередньо нам потрібно буде накреслити ескіз приладу, зібрати необхідні інструменти і матеріали і, бажано, освоїти професію зварювальника.
Необхідні розрахунки і матеріали
Перше, від чого залежить потужність майбутнього воздухогрейного котла – це обсяг опалювального приміщення. Тобто потрібно вираховувати не квадратні, а кубічні метри. Це нескладно – площа кімнати множимо на її висоту. До отриманої цифри додаємо ще 20% – це можливі теплові втрати.
Наприклад, нам потрібно обігріти кімнату площею 40 м2 і заввишки 3 м. Обсяг цього приміщення буде дорівнювати 120 м3 додаємо ще 20% і отримуємо 144 м3. Тобто наш прилад повинен опалювати приміщення в 150 м3. Потужність заводських печей на такий обсяг оцінюється в 9 кВт, а об’єм камери згоряння = 74 л. До слова сказати, вони вважаються найбільш затребуваними. На них і будемо орієнтуватися, створюючи піч булерьян своїми руками. Схема і креслення в століття цифрових технологій не проблема – можна зайти на офіційні сайти виробників або взяти за основу ескізи, знайдені в мережі:
Креслення і розміри
Наступний крок – це збір необхідних матеріалів. Для створення воздухогрейного котла знадобиться:
- Металеві листи товщиною від 4 до 6 мм. Іноді рекомендують використовувати аерозольні сталь, але, враховуючи її вартість, простіше купити готовий виріб;
- Труби діаметром 5-6 см можна трохи більше, але не менше – через вузькі канали повітря циркулювати не буде;
- Короткий відрізок труби діаметром 35 см, це майбутня дверцята;
- Труба Ø 10 -120 см, це димар і корпус дросельної заслінки;
- Петлі для навішування дверцят;
- Ручки (металеві стрижні Діаметром 0,3–0,5 см) для дверцята і засувки;
- Шнур з негорючого матеріалу (азбесту) він потрібен для герметизації дверцят.
З інструментом простіше. Нам знадобиться: дриль, болгарка, вимірювальні прилади, зварювальний апарат, трубогиб. Останні, щоправда, не знайдуться у кожного майстра, але ж завжди можна звернутися до знайомих або орендувати.
Поетапне виготовлення печі тривалого горіння
Після теоретичної частини та збору необхідних матеріалів, можна переходити до практики. Піч булерьян своїми руками збирається в кілька етапів.
Перший з них – підготовка конвекційних труб. За допомогою трубогиба їм надається потрібна форма. Як правило, кількість коливається від 6 до 8 шт. Більше або менше робити немає сенсу – втрачається ККД. З цих зігнутих труб формується каркас (хтось використовує точкове зварювання, а хто-то робить спеціальну рамку).
Першим ділом збирається основа, для чого з вигнутих труб формується каркас
Зібравши основу з труб, заміряємо відстань між ними і нарізаємо з листового металу смуги необхідної ширини. Після того як ми їх приварим, нагорі повинно залишатися 1/3 труби.
Наступний етап – виготовлення колосників. Їх можна зварити з куточків, арматури або купити в магазині. Я схиляюся до останнього варіанту – заводський колосник відливається з чавуну, що автоматично підвищує термін його експлуатації (ціна рідко перевищує 500-800 р.). Правда, і він рано чи пізно вийде з ладу. Тому приварите всередині камери згоряння для нього упори, це полегшить заміну.
Виготовлення верхньої перегородки. Вона монтується у верхній частині печі і відсікає відкрите полум’я від димоходу. Стінки камери згоряння складної форми – заокруглені, тому краще спочатку виготовити лекало з картону, а потім, відштовхуючись від нього, вирізати металеву деталь. У перегородці залишаємо/прорізаємо отвори (не менше 7% від усієї площі). Приварюючи її на місце, переконайтеся в герметичності швів.
З того ж листового металу вирізається коло – задня стінка печі. У цьому випадку теж краще скористатися картонним лекалом. Не забудьте зробити отвір під патрубок димоходу (діаметр 100 або 120 мм).
Найскладніший етап – виготовлення передньої стінки і дверці. Втім, стінка вирізається, як і задня, по лекалу, єдина відмінність – отвір в ній робиться не для димоходу, а для дверцят, і воно повинно бути вище колосника. До речі, чим дверцята більше, тим крупніше дрова ви зможете закладати в піч. По периметру цього отвору наварите металевий борт/смугу в 1 см – він знадобиться для герметичності.
Розміри самої дверцята повинні бути трохи більше підготовленого отвору. До витесаному металевого колі приварюють дві смуги висотою приблизно 1,5 см (можна скористатися кільцями від туб). Відстань між ними дорівнює ширині бортика, привареними до передньої стінки. В одержаний паз укладаємо азбестовий шнур – ущільнювач.
Виготовлення дросельної заслінки на дверцята. Для цього нам знадобиться обрізок труби завдовжки 10 см і діаметром в 2,5 см. Це корпус майбутньої заслінки. Відступаємо від його краю на 3-4 см і прорізаємо два отвори (зверху і знизу). У них вставляємо металевий стрижень, загостреними з одного боку. Це ручка-вісь, на яку буде кріпитися заслінка. З листового металу вирізаємо коло, його діаметр повинен відповідати внутрішньому діаметру корпусу. Ви тільки що виготовили заслінку. Її потрібно приварити до стрижня всередині корпусу. Після чого все зібране пристрій кріпиться зварюванням до дверцят.
У верхній частині заслінки зробіть невелику проріз – невелика кількість повітря повинно постійно надходити в камеру згоряння. До речі, шибер-заслінка на задню стінку виготовляється аналогічним чином. Не забудьте поставити його на місце.
На заключному етапі приварите до передньої стінки та дверцях петлі і зафіксувати її. В цілях пожежної безпеки ще раз перевірте цілісність швів.
Під виготовлену піч можна зварити підставку з арматури, куточків або викласти з цегли. До речі, якщо вас бентежить дизайн виробу, його можна пофарбувати термостійкою фарбою.
