Печь длительного горения своими руками

Об особенностях конструкции помпейских печей

Стандартная помпейка возводится с соблюдением определенных пропорций, обязательных вне зависимости от форм, размера и внешней отделки конструкции. Одна из основных закономерностей — общая высота купола печи в два раза больше высоты входа. Оптимизация рабочего процесса топки и теплового цикла, правильная тяга и минимизация тепловых потерь напрямую зависят от соблюдения данной пропорции.

У помпейской печки много названий — ее называют итальянской и неаполитанской, а еще тандыром, хотя последнее название печники считают спорным — немного не та теплотехника. Но не в названии дело — помпейки прижились в различном климате и считаются идеальными для выпечки — не только пицца, но и хлеб, лепешки, пироги в помпейке получаются изумительно.

Сооружают помпейские печки часто не отдельстоящими, а радом с беседками или другими приборами — мангалами, тандырами и барбекю.

Данный комплекс служит и практическим целям приготовления пищи, и зоной отдыха, развлечений и приема гостей, уютным семейным уголком на свежем воздухе.

На улице возвести помпейскую печку несколько проще, в части фундамента и дымохода. В доме помпейские печи также сооружают, хотя это требует несколько другого технического подхода — дымоотведение очень важный аспект, а устройство опоры для тяжелой каменной печи в уже построенном доме требует расчета и обследования имеющегося фундамента и особенностей грунта под домом.

Но все варианты устройства надежной и качественной помпейской печи классического типа — сложны и весьма трудозатратны, а также требуют вложения финансов.

Конструкции помпейской и классической русской печи имеют общие признаки, но нагрев помпейки не в пример быстрей — выпекать хлеб в возможно буквально через полчаса после прогрева, для русской печи этот интервал в десять раз больше.

Причина такой глобальной разницы параметров прогрева — разница термальных масс печей, то есть конструкция. Помпейская печка должна прогреть всего лишь один ряд кирпича, уложенный постелью и равный 120 мм.

Через три четверти часа после того. Как помпейская печь растоплена, внутри нее уже температура около 250 град, еще через пятнадцать минут — более 350 град — эти показатели теплового цикла уникальны.

Распределяется нагрев в помпейской печке благодаря особой купольной конструкции тоже уникально:

• Внутри купола быстрее — через полчаса свыше 300 град, а еще через четверть часа — 360 град и остается постоянным до конца цикла, а затем остывание проходит очень медленно.
• В наружном участке купольной части температура растет намного медленнее, но уже через час достигает той же величины, что и внутри купола, и дальше остается постоянной в течении теплового цикла.

Основная особенность и главное преимущество помпейской печи — возможность готовить различные блюда за небольшое время, поскольку нагрев под сводом очень сильный — выпечка готова очень быстро, а легкий аромат дыма добавляет пикантности.

О принципе работы помпейской печки

Эффективная работа печи основана на особенностях конструкции. В процессе сжигания дров под сводом печки возникают различно направленные потоки горячего газа:

• От топочного отсека идут конвекционные тепловые потоки
• От стенок свода идут отраженные тепловые потоки

При этом происходит самопроизвольная регулировка температуры благодаря организованному движению холодного и горячего потока.

В процессе топки дровяная закладка разгорается постепенно, и объем выделяемого горячего газа тоже растет постепенно, но направлены потоки раскаленного газа всегда кверху, и потоки достаточно мощные, чтобы в определенный момент перекрыть доступ кислорода по всему сечению узкого устья в трубе.

Как следствие — горение становится менее интенсивным. После снижения температуры мощность потока раскаленного газа слабеет и пропускает кислород в зону горения — данный цикл самопроизволен и постоянен, и регулировка оптимальной температуры под сводом печки происходит без всякого участия человека. Основным элементом и фишкой конструкции является купольный свод, аккумулирующий и распределяющий потоки тепловой энергии от пламени.

Печь на опилках – ничего сложного и доступно

Подобное устройство работает на самом дешевом топливе, которое хорошо сгорает и дает немало теплоэнергии. Часто опилки просто выбрасывают или продают по символической цене. Но гореть они могут только в специальных приспособлениях, в других видах печей если и горят, то плохо. Конструктивными особенностями предусмотрена возможность сильного уплотнения древесной массы, чтобы между ее частичками не оставался воздух. В таком состоянии они будут не сгорать быстро, а тлеть, отдавая тепло, достаточное для обогрева одной – двух комнат.

Собирается установка по тому же принципу, что и другие с вертикальной загрузкой. Лучше применить металлические изделия цилиндрической формы, но если такой возможности нет, можно выполнить прямоугольной формы. В отличие от буржуйки, где дрова загружаются сбоку, предусматриваем загрузку опилок сверху. От других моделей эта отличается наличием конусной трубы. Она вставляется посредине воздушного регулятора – круга с отверстием внутри печи. Конструкция представлена на чертеже.

Внутрь засыпаем опилки и трамбуем как можно плотнее, чтобы продлить процесс горения. Трубу убираем – это легко из-за ее конусной формы. Отверстие, образованное на ее месте, послужит дымоходом и для подвода кислорода, чтобы поддержать тление опилок. Со стороны поддувала поджигаем опилки – процесс пошел

Важно правильно настроить дымоход: излишняя тяга вытянет тепло на улицу, при слабом горении в помещение будет проникать дым

Делаем буржуйку

Печи длительного горения буржуйки хороши тем, что они делаются из любых доступных материалов – это различные бочки, старые вместительные бидоны, куски труб большого диаметра или просто листовой металл. В качестве исходного материала мы выбрали листовую сталь – это более удобный в обработке материал. Вы можете приспособить для этого бочку, но выполнять работы в ее внутреннем объеме не очень удобно.

Все размеры представлены скорее как ориентиры, некий усредненный наилучший вариант. Вы же, в свою очередь, можете отклоняться от размеров деталей для создания печки, удовлетворяющей Ваши конкретные пожелания.

Конструкция печи длительного горения вполне понятна из представленного выше чертежа. Вот ее основные узлы:

• Камера сгорания – в ней горят дрова с образованием пиролизного газа;
• Камера дожига – в ней происходит сгорание продуктов пиролиза;
• Дверки камеры сгорания и зольника – они приобретаются в магазине, но их можно изготовить и своими руками;
• Дымоход – в большинстве случаев это труба диаметром 100-150 мм.

Вы можете отклониться от чертежа в ту или иную сторону. Но помните, что с уменьшением размеров уменьшается время горения и уменьшается мощность печи длительного горения.

Чем меньше мощность, тем меньше отапливаемая площадь. Поэтому лучше всего предусмотреть небольшой запас.

Для изготовления печи длительного горения типа буржуйка нам понадобится листовая сталь толщиной не менее 3 мм – это обеспечит продолжительный срок службы отопительного оборудования. Если сталь будет тонкой, она начнет прогорать – через пару сезонов в ней образуются дыры

Поэтому толщине стали уделяется особое внимание. Оптимальное значение толщины составляет 3-5 мм

Для нашего примера мы возьмем классическую схему буржуйки, доработаем и получим в свое распоряжение эффективную печь для дома на дровах. На начальном этапе готовим боковые листы – на нашем чертеже они имеют размеры 450х450 мм. Далее изготавливаем нижние стенки, переднюю и задние стенки – их размеры составляют 200х450 мм. В итоге у нас должен получиться прямоугольный короб. Но не спешите сваривать его воедино – впереди полно работы.

Для начала нужно изготовить основу – это нижняя стенка и две боковые. Свариваем их воедино, на высоте 80 мм от дна привариваем колосниковую решетку. Теперь нужно подготовить переднюю стенку печи длительного нагрева – ввариваем в нее обе дверцы, после чего привариваем ее к нашей конструкции.

Готовим два металлических листа размером 200х370 мм. Первый из них привариваем к передней и боковым стенкам на высоте 160 мм от верха. Далее готовим заднюю стенку – ввариваем в нее небольшие металлические трубки, которые должны входить в пространство между двумя внутренними листами, образующих камеру дожигания – через них будет подаваться вторичный воздух. Потом привариваем заднюю стенку и второй металлический лист на высоте 80 от верха (приваривается к боковым и задней стенкам).

Шибер используется для регулировки воздушных потоков. Именно он повышает эффективность и качество тяги.

Наша печь длительного горения своими руками почти готова – осталось разобраться с верхней крышкой. В ней мы делаем отверстие диаметром 100 мм и ввариваем кусок трубы для будущего дымохода. Теперь остается выяснить, нужна вам варочная поверхность или нет – она тоже вваривается в верхнюю крышку. На последнем этапе устанавливаем крышку на место и привариваем ее – печка готова, теперь ее можно установить на негорючее основание, приделать дымоход и запустить.

При запуске представленной выше печи длительного сгорания дайте ей разгореться, после чего прикройте поддувало, чтобы дрова еле тлели и началась генерация пиролизного газа.

Еще одна интересная пиролизная печь длительного горения представлена на следующем рисунке. Она изготавливается из бочки или отрезка трубы большого диаметра и снабжается подходящей крышкой. В нижней части, на расстоянии 80-100 мм от дна, вваривается металлический диск с отверстием посередине. Между диском и дном, на боковой стенке, вваривается дверца. Полученное пространство образует у нас топку. В верхней части ввариваем дымоход диаметром 70-100 мм.

В плане дешевизны использования такая печь сущий подарок, так как недостатка в опилках в частном доме не бывает.

Полученная печь длительного горения получает тепло за счет сжигания пиролизных газов, образующихся при нагреве опилок. Сами опилки засыпаются в основной объем, а для того чтобы они не просыпались в топку, производится их трамбовка с помощью деревянного конуса. При запуске печи в топке разводится огонь, конус извлекается – через некоторое время агрегат начнет давать тепло.

Печь-ракета с баллоном для сгорания отработанных газов

Обычную легкую ракетную печь узнать по фотографиям довольно легко из-за ее необычного дизайна. Три трубы круглого или квадратного сечения сваренные в одной точке и имеющие общее внутренне пространство самая простая, пожалуй, конструкция для походного очага.

Но, как и обычная чугунная буржуйка, ракета имеет очень большой аппетит. С другой стороны, ракетная печь обладает просто огромной теплоотдачей топлива, недаром именно эта конструкция признана самой эффективной по сравнению с другими проектами.

Вот это свойство ракетного выброса пламени и используют в конструкции буржуйки длительного горения с баллоном. Дело в том, что пламя, выходящее из жерла топки, используется неэффективно. На видео работы такой печи видно, что пламя выходит с большим напором. Но вместе с пламенем выходит и большое количество несгоревших газов. Вот в идее использования этого потенциала и состоит установка после ракетной топки большого баллона, у которого входное окно располагается с одной стороны, а выходное с другой.

Пламя с несгоревшими продуктами горения, попадая в баллон, продолжает гореть до момента полного расщепления. Таким образом, в самом баллоне происходит дальнейшее сгорание горючих газов, а через выходное окно проводится отвод дыма и других продуктов горения.

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

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.

В чём преимущество печки длительного горения

Любой человек, который принимается за сборку печки долгого горения, ставит перед собой главную задачу: сделать своими руками вещь, которая будет работать эффективно при минимальном расходе материалов и топлива. Стоит отметить, что большинство готовых печей этого типа имеют КПД гораздо ниже, чем самодельные модели.

Обычная заводская печка отличается тем, что топливо в ней сгорает очень быстро, поэтому помещение быстро нагревается, а затем быстро остывает, если в него не добавить ещё топливо. Это крайне неудобно и не рационально.

Также в продаже есть и альтернатива: это печки, работающие на твёрдом виде топлива, которые способны затягивать процесс его сгорания и, соответственно, утеплять помещение на более длительный период. Такие конструкции работают на углях, дровах и всевозможных отходах. Однако такой агрегат в готовом виде стоит недёшево и имеет такие недостатки. как:

• невысокий КПД;
• отсутствие автоматической закладки топлива;
• необходимость регулярной его закладки.

Все перечисленное не относится к печам длительного горения. Так, одна закладка топлива может обеспечить работу конструкции примерно на 18 часов благодаря тому, что в топке со временем горение сменяется на тление. а автоматическая закладка в таком случае уже не нужна. Кроме того, конструкция может быть продумана таким образом, что в качестве топлива можно будет применять опилки или щепки, а не целые дрова.

Что нужно учитывать перед сборкой печи долгого горения

Обратите внимание, что сооружение печки длительного горения своими руками – работа пыльная и шумная, поэтому хорошо продумайте место, где будут выполняться работы. Кроме того, предусмотрите, чтобы на этом месте был источник электроэнергии, поскольку потребуется электросварка

Инструментарий для работы следует приготовить такой:

1. Металлическая бочка на 200 л.
2. Два стальных отрезка трубы, один больше, второй меньше.
3. Металлический швеллер.
4. Ножовка, стальной молот, топор, киянка.
5. Рулетка или ответ для замеров.
6. Красный кирпич высокого качества (порядка 50 штук).
7. Отражатель (если есть).
8. Набор электродов и сварочный аппарат.
9. Листовая сталь.
10. Строительная смесь или материалы для приготовления раствора для кладки кирпичей.

Алгоритм действий при сборке самодельной печи длительного горения

Сборка этого агрегата состоит из следующих действий:

1. Приготовьте металлическую бочку: срежьте её верх болгаркой и оставьте на потом. Если бочки нет, можно взять трубный отрезок большого диаметра.
2. Приварите к отрезку днище из части стального листа круглой формы.
3. Вырезаем ещё круг из стали диаметром чуть менее бочки или трубы, а в нём ещё один для маленькой трубы примерно на 12 см. Отрезок трубы приваривается к стальному кругу.
4. К нижней части круга приварите швеллеры, измерив их так, чтобы они могли свободно находиться в трубе. Затем они будут применяться для давления топлива в зависимости от его прогорания.
5. Длина привариваемой трубы должна превышать высоту главной части на 10 см.
6. Принимаемся за верхнюю часть конструкции: возьмите часть бочки, которая была вначале отрезана, и вырежьте в ней отверстие для трубы небольшого диаметра.
7. Вырежьте люк для закладки топлива, к нему затем будет приварена дверца, которую можно приобрести в готовом виде либо сделать самому. К дверце нужно приварить ручку, чтобы её удобно можно было открыть.
8. Ниже установите ещё одну дверцу поменьше, чтобы была возможность утилизировать топливные отходы.

Подготовка фундамента и сооружение дымохода для печи

Для установки печи требуется капитальный фундамент, поскольку печной металл будет сильно накаляться во время работы. Категорически нельзя устанавливать её на непрочный или недостаточно огнеупорный материал.

Заглубление делать не стоит, поскольку удельная масса конструкции не сильно большая. Нужно залить плиту, выложенную рядом в один кирпич, специальным раствором или смесью.

Теперь перейдём к вопросу об установке дымохода. Он нужен для того, чтобы продукты сгорания быстро улетучивались из помещения в атмосферу. Для его сооружения можно взять трубу из металла с 15-сантиметровым диаметром. Её следует приварить к верху или бокам печной конструкции.

Затем его сгибают, но не более чем на 40 градусов. Вообще, нужно сделать так, чтобы в нём было как можно меньше колен до выхода из помещения.

Иногда требуется установка отражателя. особенно это касается маленьких помещений. Благодаря им потоки тепла будут перераспределяться, и регулировать равномерный обогрев всего помещения.

Печь нет необходимости обкладывать кирпичами, если она находится в котельной или другом подсобном помещении, куда нет доступа детям. Если же она будет установлена на виду у всех, то облицовку в целях безопасности лучше сделать.

Материалы

Стройматериал для возведения печи ракеты длительного горения своими руками подбирают в зависимости от теплотворной способности топлива. Для кладки основной части корпуса обычно используют простой красный печной кирпич. Топливник и топочный бункер футеруют шамотным кирпичом.

Если планируется использовать высококалорийное топливо (например, каменный уголь), то огнеупорный кирпич применяют для строительства почти всех частей конструкции. Скрепляют кладочные элементы водным раствором смеси песка и глины.

Независимо от типа конструкции для ракетной печи длительного горения потребуется купить печную фурнитуру:

• поддувало;
• колосниковые решётки;
• дверцы топочной;
• промежуточный колпак;
• труба для дымохода.

Особенности работы печей медленного горения

Что же это за устройство — печь медленного горения? Данная конструкция представляет собой усовершенствованный тепловой прибор, который обеспечивает длительное горение топлива в отличие от стандартного теплоагрегата (в нем отмечается интенсивное сгорание источника тепловой энергии). Обычные печи быстро прогреваются и также за короткое время остывают после прекращения горения.

В результате жильцы вынуждены в постоянном режиме следить за состоянием пламени и уделять много внимания процессу обогрева. Дело в том, что каждые несколько часов людям требуется подбрасывать в топку дрова. Главный недостаток такого теплоснабжения – необходимость поддерживать горение в печи не только в дневное, но и в ночное время, иначе к утру в доме будет слишком холодно.

Принцип работы печи медленного горения заключается в следующем: в камеру сгорания поступает пониженный приток воздуха, а кислород к ней подводят сверху топливного контейнера. Благодаря такому процессу существенно снижается скорость сгорания топлива – оно долго тлеет. В итоге тепло в печи сохраняется, а дрова не надо подкладывать каждые 2-3 часа. Теплоагрегат медленного горения в отличие от обычных конструкций не прогревает быстро строение, но тепло он способен удерживать продолжительное время. Если пользоваться печью длительного сгорания правильно, тогда подкладывать твердое топливо нужно будет только 2 раза в течение суток (прочитайте: «Отопительные печи длительного горения — выбираем оптимальный вариант «).

Индивидуальные отопительные системы, функционирующие при помощи дров, угля и аналогичных ресурсов имеют много недостатков. Они отличаются большими затратами и низким КПД. При интенсивном расходе разных видов твердого топлива в обычных печах одновременно с продуктами горения в дымоход попадает значительная часть тепла. Причина такой ситуации заключается в так называемом «недожиге кислорода» — неравномерном сгорании.

По сравнению с обычным теплоагрегатом печь медленного горения гораздо экономичнее – примерно в 10 раз. Для ее функционирования не требуется лишь качественное и дорогостоящее топливо – она прекрасно работает на продукции переработки сельскохозяйственного сырья и деревообрабатывающей отрасли.

Такая печь является идеальным решением для обогрева учреждений, расположенных за городом. Для сельхозпредприятий можно организовать безотходное производство, установив для теплоснабжения помещений отопительный агрегат длительного горения. Использовать такие конструкции можно на животноводческих фермах, в деревоперерабатывающих и столярных цехах и на других производственных участках.

Материалы и инструменты

Чтобы определиться с тем, как сделать самому печь длительного горения, нужно заранее подготовить весь инструмент и запастись материалом:

• для корпуса печи потребуется металлическая ёмкость не менее 200 литров в объёме (иногда берут для этой цели пустой, вышедший из строя газовый баллон);
• два отрезка трубы с диаметром в 10 см;
• металлический швеллер; для ножек корпуса;
• примерно 60 штук огнеупорного кирпича (в случае, если решено печь обкладывать кирпичом);
• лист металла толщиной от 60 до 80 см по диагонали;

• смесь для кладки (лучше готовая, но можно раствор сделать самому);
• петли для дверок;
• необходимые инструменты, которые применяют при работе с металлом (например, «болгарка»);
• электросварочное оборудование, электроды;
• уровень и отвесы,
• строительная рулетка и другой разметочный инструмент.

После того, как будут подготовлены все материалы и инструменты, можно приступать к процессу изготовления печи.