Виды домашних дровяных печек долгого горения

Печи на дровах длительного горения для дома и дачи — отличная альтернатива дорогим котлоагрегатам. Конструкция такого отопительного устройства сжигает топливо с применением эффективного пиролизного метода, что обеспечивает высокий КПД и возможность обеспечивать дома тепловой энергией практически круглосуточно.

Печи для дома на дровах длительного горения имеют довольно простую и продуманную конструкцию, их можно построить для обогрева дома-усадьбы самостоятельно.

Такие обогреватели классифицируются по нескольким категориям: с водяным контуром, каменки для парилок, комбинированные с е варочной поверхностью и камины.

Принцип действия

Длительность процесса горения поддерживается в устройстве благодаря пиролизу или газогенерации. Проще, его можно определить, как процесс как «тления», протекающего при дефиците подаваемого кислорода из воздуха. Дрова особым образом укладывают в топку и разжигают, при этом заслонка поддувала открыта полностью. На первом этапе происходит нагрев и просушка топлива. Далее стартует процесс теплоотдачи и выделение летучих элементов, которые переходят в верхнюю топочную камеру, где завершают процесс горения.

После достижения необходимой температуры внутреннего воздуха в доме, закрывают заслонку поддувала, тем самым перекрывают поступление кислорода в нижней топке.

Здесь устанавливается режим, при котором начинает вырабатываться пиролизный газ. При отсутствии воздуха процессы, протекающие в топке, не дают активно гореть дровам, при этом образуется пиролизный газ, зола и иные составляющие. Горючие массы собираются в верхней топке, передавая тепло стенам печки или встроенному бойлеру.

Основные технические данные дровяных пиролизных нагревателей:

• Тепловая производительность или мощность, кВт;
• температура уходящих газов;
• расход топлива, кг/час;
• материал топочной камеры и внешней отделки;
• габариты и вес агрегата.

Данные характеристики влияют на скорость и полноту обогрева дома. Такие устройства обычно способны обогреть от 50 до 200 м2 полной площади, примерно за 3-6 часов непрерывной работы.

Конструкция

Печь длительного горения из кирпича похожи на традиционные русские печки. Для возведения стен в них используется керамический кирпич. Огневой пояс облицован шамотными кирпичами, перед облицовкой укладывают базальтовый картон.

Металлические устройства имеют сварную конструкцию, выполненную из рулонной стали. Обычно корпус имеет прямоугольную форму, но встречаются и круглые конструкции. Домашние умельцы зачастую используют для изготовления самодельного обогревателя — газовый баллон.

Для охлаждения внешних стен устанавливают водяную рубашку, в этом случае конструкция выполнена по принципу «труба в трубе» и к ней можно подключать отопительные батареи. В межтрубном пространстве устанавливаются змеевики для нагрева горячей воды. Защита металла от перегрева в зонах высоких температур осуществляется путем установки огнеупорного кирпича. В некоторых конструкциях в межтрубное пространство засыпают песок, который выполняет функции изолятора и аккумулятора тепла одновременно.

Печи для дома на дровах длительного горения имеют две камеры:

1. Основная гидролизная топка, в нее закладывается топливо, которое тлеет при дефиците кислорода, образуя горючие газы.
2. Камера догорания. В ней смешиваются летучие продукты пиролиза с воздухом, образуя газовоздушную смесь, которая воспламеняется при 1000 °С. В данных температурных условиях, в камере догорания создается устойчивое горение.

Принцип верхнего горения

Принцип работы печей данного типа, реализуется благодаря организации горения верхнего слоя древесины. Стандартное расположение топки — нижняя часть конструкции, поэтому холодный воздух, нагреваясь поднимается в верхнюю часть. В этом агрегаты длительного горения похожи на пиролизные, в которых теплопередача происходит не от сгорания дров, а от выделившихся летучих веществ. Для этого создается специальное закрытое пространство. Обе камеры соединяются трубой, для перехода газа из нижней камеры в верхнюю.

Преимущества печи с верхним горением дров:

• Длительный процесс горения;
• современный уровень КПД;
• простое управление;
• в работе таких котлов не используется сложная для управления автоматика;
• энергонезависимость;
• безопасность и хорошие гарантийные условия.

Устройство нижнего горения

Эта конструкция шахтного типа отличается тем, что горение происходит в ограниченной нижней части загрузочной камеры, большая часть дров не горит, а отпускается вниз при выгорании нижнего слоя и удалении золы через зольный ящик.

Процесс горения дров происходит локально, на ограниченном пространстве, что увеличивает время работы устройства от одной закладки. При том, что в обычном устройстве дрова сгорают за 2-4 часа, хорошая шахтная печь работает до 8-10 часов.

Пиролиз дров

Твердотопливная печь, в которой сочетаются характеристики традиционной печи с эффективностью газификации — современное направление развития отопительных устройств. Это очень экономичный и экологический способ сжигания дров. Такой агрегат использует меньше топлива, чем большинство других, при этом обеспечивает большую мощность и беспрецедентную эффективность с КПД порядка 90%.
Газ вырабатывается по принципу газификации восходящего / нисходящего потока. Воздух втягивается через слой горящей древесины, выделяющей летучие вещества. Когда эти летучие вещества проходят через горящее топливо, они превращаются в топливный газ, содержащий в основном CO, H2, CO2, H2O и CH4. Затем древесный уголь еще больше восстанавливает продукты сгорания CO2 и H2O до топлива CO и H2 с достижением максимальной температуры пламени.

По мере того, как древесина нагревается в топке, она проходит определенные стадии на пути к превращению в древесный уголь:

1. Т от 20 до 110 С древесина поглощает тепло при сушке.
2. Т от 110 до 270 С она начинает разлагаться, выделяя некоторое количество оксида углерода, диоксида углерода, уксусной кислоты и метанола.
3. Т от 270 до 290 С этот момент начинается экзотермическое разложение древесины. Смешанные газы и пары продолжают выделяться вместе с небольшим количеством смолы.
4. Т от 290 до 400 C, поскольку разрушение структуры дров продолжается, выделяемые пары включают горючие газы, окись углерода, водород и метан вместе с газообразным углекислым газом и конденсирующиеся пары: вода, уксусная кислота, метанол и ацетон.
5. Т при 400-500 превращение дров в древесный уголь практически завершено.

Плюсы и минусы

Подобно любому отопительному агрегату, печь долгого горения на дровах, имеет свои плюсы и минусы.

Основные преимущества:

1. Дешевое и доступное топливо: дрова, отходы, пеллеты.
2. Устройство пиролизного типа имеют высокий КПД.
3. Практически полное сгорание топлива.
4. Хороший выбор моделей с разными тепловыми характеристиками.
5. Надежная конструкция, проста обслуживания и ремонта.
6. Длительный процесс горения более 6 часов.
7. Регулировка процессом горения легко позволяет переключать с активного горения в режим тления.

Несмотря на многочисленные преимуществ, такие печи также имеют свои недостатки:

1. Строгие требования к строительству дымохода.
2. Постоянная очистка дымоходных каналов.
3. Запуск печи в холодных помещениях, требует применения обычного процесса полного горения, пока не будет достигнута температура, достаточная для процесса пиролиза.
4. Интенсивный процесс конденсации, для того чтобы влагу удалить, потребуется сильная тяга, которую сможет создать только мощная дымовентиляционная система.

Виды

Существуют два основных типа дровяных печей некаталитические, например, чугунные норвежские камины и каталитические, как финские печи. Третий вариант — гибрид двух.

Некаталитические дровяные печи используют систему дожигания, в виде перегородки. Этот элемент находится внутри топки прямо под плитой. Перегородка закачивает кислород в топку, по существу позволяя огню дожигаться перед выходом из газохода. Такие печи нагреваются намного быстрее, чем печи на каталитической древесине. Они продаются чаще, чем каталитические, и стоят дешевле.

Каталитическая дровяная печь обычно дороже и требуют большего технического обслуживания, поскольку каталитический нейтрализатор необходимо регулярно чистить. При использовании печи такого типа необходимо проделать небольшую работу, потому что вам нужно следить за температурой и перемещать ручку, как только температура достигнет 500 градусов. Каталитическая камера сгорания увеличивает скорость химической реакции (сжигание древесных газов) и, следовательно, температура увеличивается. Гибридная дровяная печь сочетает в себе технологии системы дожигания и каталитической камеры сгорания.

Отопительные устройства подразделяются по длительности процесса горения:

• Быстрого горения — до 5 часов;
• длительного горения — от 5 до 7 часов;
• продолжительное горение — от 8 до 10 часов.

Популярные модели

Рынок отопительного оборудования широко представлен моделями длительного горения. Сегодняшние дровяные обогреватели намного эффективнее, чем печи, которые использовались десятилетия назад. Благодаря постоянно растущей стоимости пропана, природного газа и мазута, отопление дровами дает отличный способ сэкономить средства, сохраняя тепло и уют в течение всей зимы.

Конструкция Булерьян

Эта канадская модель печи, с характерной цилиндрической топкой с толщиной металла 6.0 мм. Дверца расположена на торце конструкции, что весьма удобно. Трубы привариваются корпусу устройства. При горении топлива, горючие газы с помощью конвекционного теплообмена отдают тепло воздуху через стенки труб. Топочное пространство оборудовано колосниковой решёткой.

Перегородка, установленная в камере с цилиндрической конструкцией, делит топочную камеру на две части, в первую загружают дрова, в ней образуется пиролизный газ, а во второй он сжигается. Дымоход устроен напротив дверцы камеры. Летучие вещества циркулируют вдоль передней стенки и полностью сгорают, образуя дымовые газы, которые поднимаются в верх топки и выходят через отверстие дымохода.

Отечественная печь Бренеран

Это прекрасный российский аналог по техническим характеристикам не уступает канадской печи Булерьян. Производитель выпускает агрегаты с европейским стандартом качества. Классифицируются они с маркировкой АОТ, цифровой индекс означает мощность агрегат в кВт:

1. АОТ-6, мощность 6кВт, площадь нагрева до 60 м2;
2. АОТ-19 − тепловая нагрузка 35кВт, отапливаемая площадь − 260 м2.

Печи могут комплектоваться стеклянными дверцами, а варианты моделей АОТВ имеют водяной контур.
Основным минусом российской сборки — слабая герметичность дымового патрубка, из-за чего, образующийся конденсат способен попасть в топочную.

Российские обогреватели Бутакова

Эти печи запатентованы профессором Сергеем Ефимовичем Бутаковым. Продукция, сертифицирована, при испытаниях конструкция продемонстрировала уникальные технические возможности. Существует несколько разновидностей агрегатов, отличающихся между собой тепловой мощностью и габаритами.

Конструкция этой модели универсального типа и может использования, как домашнего отопления, так и для медленного обогрева бани. Агрегаты обладают отличными показателями в работе и могут использоваться в любых условиях. Печь «Студент» с тепловой производительностью 9.0 кВт и массой в 70.0 кг обогревают помещения с объемом 150 м3, а марка «Профессор» с массой в 235.0 кг и тепловой нагрузкой 40 кВт нагревает объём в 1000 м3.

Дизайн данной модели более интересен, чем у «Бренеранов». Конструкция печи более продуманная, что позволяет выполнять точную регулировку подачи кислорода, тем самым обеспечивая полноту сгорания.

Недостатком печи «Бутакова», так же как «Бренеран» отсутствие конденсатосборника, что усложняет эксплуатацию дымоходов.

Самостоятельное изготовление

Самодельная дровяная печь или обогреватель — это экономичный способ приготовить еду и согреться в холодное время, не тратя огромные деньги на покупку дорогостоящих обогревателей. Они не требуют сложной профессиональной подготовки и заводских условий производства. Эти конструкции по плечу умелому домашнему мастеру. Тепловая нагрузка подобного нагревателя достигает 35 кВт и может обеспечить теплом помещение до 30 м2. Работает она на дровах или пеллетах, достигает заводских КПД до 80-85 %, с максимальной длительностью до 8 часов.

Печь из газового баллона

Перед тем как начинать изготовление обогревателя, нужно помнить, что выполнение проекта сопряжено с опасными факторами: работа с огнем, расплавленным металлом и газом. Поэтому домашний умелец должен иметь защитную термостойкую одежду и средства защиты: перчатки, сапоги, куртку, брюки и маску.

Для начала потребуется пустой газовый баллон, который будет основой конструкции, лучше использовать объемом 27 л. Баллоны меньшей емкости будут неэффективными, и не смогут нагреть даже небольшую баню.

Операцию проводят на открытом воздухе, сливная вода должна быть утилизирована. После этой операции газовый баллон безопасный для использования. Тем не менее, чтобы не рисковать и полностью обезопасить себя и своих близких от возможного взрыва при выполнении подготовительных работ, лучше обратится в специализированную газовую службу и приобрести у них уже подготовленный б/у баллон для сварочных работ.

Чертеж

После подготовки баллона, из его основы, по чертежу изготавливаю детали и узлы, а затем собирают в самостоятельную конструкцию нагревателя. При сборке обогревателя нужно обратить внимание на следующие моменты:

1. Устройство дымоотводной трубы и участки газохода соединяются в обратном направлении по движению дыма.
2. Место под размещения котла должно быть жароустойчивым, а пол выполнен из негорючих материалов, чтобы случайный огонь из печи не мог повредить деревянные конструкции.
3. Запрещено размещать в зоне работы котла легковоспламеняющиеся материалы.
4. Конструкция дымохода должна иметь возможность проведения периодической очистки от сажи.
5. После изготовления устройство, проводят проверку его работоспособности и допустимого уровня температурного режима.

Самый лучший способ сжигание древесины в современных условиях — это использовать печь длительного горения. Она сделает дом теплым и уютным. В холодное время года, нет ничего более приятного, чем наслаждаться теплом дома, наблюдая за горящими бревнами в печи. Кроме эстетического наслаждения, современные печи — очень экологичны. В отличие от моделей, которые использовались несколько десятилетий назад, эти устройства имеют мало выбросов, поэтому их использование уменьшает загрязнение окружающей среды.