Печь булерьян своими руками: какие материалы и инструменты нужны? Канадская печь булерьян длительного горения Печь бренеран своими руками
Булерьян – очень необычная с виду печка, способная раз и навсегда решить проблему отопления дачного дома, гаража, теплицы и любого другого помещения. Она обеспечивает быстрый прогрев при минимальных затратах топлива, что позволяет существенно сэкономить время и деньги. Стоит такое удовольствие довольно дорого, но если вы любите работать руками и не боитесь сложностей, вполне реально смастерить печь булерьян своими руками.
Эта необычная печка нашла применение во многих областях. Так, ее можно использовать не только для отопления жилых помещений, теплиц, гаражей и мастерских. В европейских странах булерьяном прогревают сауны и бани! Это довольно хороший гибрид старой-доброй буржуйки с дровяной печкой длительного горения. Работа устройства основана на принудительной конвекции. В топку ведет серия изогнутых дугой труб вверху и внизу. В нижних проемах циркулирует холодный воздух, который, проходя через топку, быстро нагревается и выходит через верхние отверстия. Таким образом происходит быстрое прогревание помещения. Температура, которая образуется в процессе работы булерьяна, настолько высокая, что с легкостью может прогреть даже небольшой двухэтажный дом. Кроме того, есть возможность совместить печь с водяным контуром отопления, получив двойную выгоду – теплый дом и горячую воду. О водяном отоплении булерьяном мы расскажем чуть позже, а пока рассмотрим более подробно устройство печи. Булерьян способен функционировать в двух режимах. Сначала печка быстро разогревается и равномерно распределяет тепло по комнате, а затем переходит в режим медленного сгорания. На первых порах топливо придется подкладывать весьма часто, но только чтобы как следует разогреть булерьян. Когда это случится, топку можно «кормить» всего лишь дважды в сутки. Когда дрова полностью сгорают в топочной части, то продукты горения по конвекционным патрубкам перемещаются в отсек вторичного сгорания, где и осуществляется дожигание воздушно-газовой смеси при экстремально высокой температуре. В результате КПД устройства составляет не меньше 80%. Наглядный принцип работы булерьяна можно посмотреть в видео ниже:
Если вы вознамерились собрать булерьян своими руками, должны вас предостеречь – дело это не из простых. Помимо профессиональных навыков сварки вам потребуется масса специального оборудования и вагон терпения. Приготовьтесь к тому, что за один день такую печь не построить, и придется повозиться. Некоторые детали можно заказать в слесарной мастерской, другие – купить в готовом виде. За основу печи была взята схема конвекционного воздушного котла или попросту калорифера. Широкая дверца топки должна быть полностью герметичной. К ней проходит поддувальный патрубок с дросселем, который регулирует мощность. Иногда рукоятку дросселя оснащают специальной температурной шкалой с ограничительным упором, чтобы печь не перегрелась. При необходимости дроссель можно перекрыть для погашения или пресечения тяги.
Для повышения эффективности и производительности булерьяна необходимо тщательно утеплить дымоход. Чаще всего для этого используют недорогую минеральную вату, укладывая ее слоем толщиной не меньше 3 мм. Также вам потребуется соорудить поддувало для поступления воздуха в топку. Также можно организовать зольник на всякий случай, однако такая печка практически не оставляет отходов. Благодаря двойной задней стенке эффективность работы усиливается. В отдельных моделях можно наблюдать двухслойный корпус. Изготовление печиЕще раз напоминаем, что изготовление и установка булерьяна в доме под силу только опытным сварщикам, поэтому если вы неуверены в своих силах, лучше не рисковать и купить готовую конструкцию. Прежде всего подготовьте подробную схему булерьяна. В конце статьи вы найдете наглядный пример и можете использовать его за основу для строительства собственной печи, изменив размеры при необходимости. Какие инструменты понадобятся прежде всего:
С материалом дело обстоит сложнее. Первоочередная задача – отыскать качественную сталь, которая сможет выдерживать продолжительное воздействие экстремально высоких температур. Котловую сталь в наше время раздобыть не так то просто, но если есть такая возможность, это будет лучшим вариантом для булерьяна.
Материалы для строительства печи:
Как сделать булерьян:
В качестве основы булерьяна можно использовать обыкновенный старый котел. Из него получатся отличные стенки. Таким образом, вы убережете себя от большого количества сварных швов. Однако изложенный выше вариант смотрится более эстетично, чем обхваченная трубками бочка. Стоит упомянуть также о том, как выбирать габариты печи в соответствии с площадью помещения, которое надо обогреть. Ориентируйтесь на технические характеристики мощности и темпы прогревания объема воздуха за минуту времени. Так, скорость прогревания булерьяна с топкой в 40 л составляет около 4,5 м³/мин. Соответственно, если увеличить объем топки на 10 л, то есть до 50 л, то скорость прогрева вырастет до 9 м³/мин. Печка с топкой в 100 л за минуту будет прогревать 18 м³ воздуха. Техника безопасностиНелишним будет упомянуть о технике безопасности при использовании булерьяна. Устройство этой печи довольно сложное, если разобраться, но научиться пользоваться ей сможет любой. Одним из требований канадских лесорубов к отопительной печи была пожарная безопасность, но тем не менее, имея дело с огнем, почти невозможно свести риск к нулю. Установка печи булерьян должна осуществляться с дистанцией минимум в 40 см от стен дома. Рекомендуется размещать устройство на небольшой возвышенности – это позволит увеличить тягу и снизит риск возгорания. Как правило, под него строят специальный металлический подиум, а под топкой стелют листовую сталь, чтобы искры или случайные угольки не прожгли пол. Обзор печи булерьян в видео формате:
Водный булерьянКак мы и обещали, настала очередь рассказать о водном булерьяне. Действительно, а почему бы такую отличную конструкцию не приспособить для водного отопления? Такие модели уже имеются в продаже, однако их эффективность и целесообразность оставляет желать лучшего. Как говорил один известный конструктор подлодок: «Это яркий пример победы техники над здравым смыслом». Производители таких «водобулерьянов» или не учили в школе физику, или забывают об основных принципах работы и изначальном предназначении конструкции – нагревании воздуха. Воздух и вода – это совершенно разные материи с разными характеристиками теплоемкости. Так, у воды этот показатель в 800 раз выше, чем у воздуха, следовательно, ей нужно больше энергии или больше времени, чтобы как следует нагреться. Конструкция булерьяна с боковым подогревом при всем желании неспособна это сделать.
И все же есть способ нагреть воду в булерьяне для отопления – сделать горение в топке более интенсивным. Однако при этом КПД будет значительно ниже. Если такой факт вас не пугает, рассмотрим вкратце, как приспособить воздушный булерьян под водное отопление. К примеру, мы имеем 2 батареи, в каждой из которых по 4 трубы, а мощность печи составляет 10 кВт. При интенсивной топке воздух будет прогреваться в такой печи максимум на 160°. Надев на две трубы обычные металлические гофры и подключив их к патрубкам, проходящим через топку, мы получим устройство водного обогрева. Вертикально или горизонтально ставить эти трубы – без разницы. Вода будет забирать 2,5 кВт. Если объем топки составляет 80-100 л, и этот отсек изолирован двумя слоями стали, то за полчаса булерьян нагреет воду до 60-70С, причем температура эта будет поддерживаться впоследствии. Если сравнивать с обычными электрическими бойлерами, то из ТЭНовое нагревание потребляет от 3,5 до 5 кВт.
Булерьян: фотоДанные чертежи булерьяна вы можете взять за основу для построения конструкции с оригинальными размерами. Это маленькая печь, предназначенная для отопления гаражей, теплиц и мастерских. Если вы хотите сделать печь для дома, увеличьте габариты в 1,5 раза или больше.
|
Печь Bulerjan («Булерьян») имеет множество плюсов: быстро греет помещение, в режиме тления крупные дрова могут гореть до 6-8часов, она безопасна и имеет КПД около 80% (это фирменные агрегаты). Ее конструкция настолько продумана, что отрицательный отзыв от владельца найти сложно.
К минусам можно отнести:
- Требования к топливу. Используются только дрова или результаты ее переработки: дрова, щепа, бумага, картон, пеллеты и (брикеты можно также из торфа). При всем при том дрова должны быть сухими — не более 15% влажности.
- Скопление едкого конденсата. Его сложно утилизировать (выливать недалеко от дома нельзя — ядовито).
- Активное образование сажи в дымоходе, из-за чего его необходимо периодически чистить. Но сажа образуется от сырых дров. Если использовать сухие, проблема будет стоять не так остро.
Это все минусы. Если говорить о самостоятельном изготовлении, так с этой точки зрения минус — сложная конструкция: наличие большого количества сварных швов и высокие требования к их качеству. Потому, если опыта в сварке у вас недостаточно, хорошо подумайте, ведь готовые «Булерьяны» стоят не так уж и дорого. Если вам придется покупать трубы, платить за то, чтобы их согнули по нужной форме, покупать металл (а требуется толщина от 4 мм), то экономия получится совсем небольшой. Решать вам.
Конструкция печи «Булерьян» сложна для изготовления своими руками
Если все-таки решились изготовить самостоятельно, чтобы понимать, что и для чего. Разберемся как она работает и как устроена.
Строение печи «Булерьян» и принципы работы
Печь имеет оригинальную конструкцию, в которой все подчинено главной задаче: быстрому нагреву воздуха в помещении, а затем поддержанию температуры.
Корпус печи состоит из имеющих форму параболы труб, между которыми наварены полосы металла. Трубы большей своей частью находятся внутри топки, выступая всего на 1/3 от своего диаметра. Такая система — это высокоэффективный теплообменник, теплоносителем в которой выступает воздух. Как только печь разжигается, в нижние концы труб засасывается воздух, который отбирает большую часть тепловой энергии у разогревшегося металла. Поток этот очень интенсивный. При активном горении за минуту через шесть труб проходит 4-6 кубов воздуха, а температура его на выходе превышает 120 о С (до 150 о С).
Активное горение — не основной режим работы этой печи. Большую часть времени топливо тлеет. Тогда воздух в трубах уже не обжигающий «всего» 60-70 о С, а температура корпуса в районе 50 о С (конечно, не сразу после «раскачки»).
Топка внутри разделена на три части: снизу ¼ часть отделяется колосниковой решеткой, сверху тоже ¼ отводится под камеру дожига. Колосниковая решетка — это или стандартные чугунные колосники, или стальная решетка из стали не менее 4 мм толщины. Верхняя перегородка не доходит до дверцы примерно на четверть ее длины. И это не сплошной лист, а с отверстиями. Через эти отверстия в отгороженную зону дожига поступает воздух из топки для поддержания горения газов. Площадь отверстий — порядка 7% от общей площади перегородки.
В верхней части задней стенки имеется выход для отвода газов. Тут установлена заслонка/шибер, которая имеет меньший диаметр (зазор примерно 10-15% от диаметра дымохода). Дополнительно в заслонке вырезан сектор 90 о. Это устройство позволяет регулировать тягу, но имеющиеся зазоры не позволят угарным газам при любом положении шибера пойти в помещение. Этого не случится даже при открытой дверце. Тогда, правда, помещение выстынет полностью, но безопасность превыше всего.
Далее в «Булерьянах» от патрубка идет не дымоход, направленный вверх, а горизонтальный участок трубы, в котором недогоревшие пиролизные газы немного остывают (это намеренно). Потом дымоход изгибается вверх. Тут у «фирменных» Bulerjan стоит экономайзер. Это сильно утепленный участок трубы, в котором периодически дожигаются пиролизные газы из топки. О .
«Булерьян» заводского изготовления с экономайзером
Вот как это работает. Частично остывшие газы проходят в участок утепленной трубы. Тут уже скопилось определенное количество тепловой энергии. Газы снова разогреваются и вспыхивают. Из-за повышения температуры они расширяются, а так как в трубе им деться некуда, закупоривают дымоход. Образуется газовая пробка (это явление известно печникам и владельцам их неудачных творений). Газы выгорают и остывают, пробка рассасывается. Некоторое время печь работает как обычная, пока в экономайзере не накопится требуемое количество тепла. Процесс этот самопроизвольный. Частота и продолжительность зависят от характеристик дров и положения заслонок.
Для регулирования интенсивности сжигания топлива в дверце печки имеется дроссель, который перекрывает поток воздуха. Сама дверца обычно круглая и большого размера, чтобы можно было закладывать крупные поленья — это самые лучший вариант для режима тления. Но не это самое главное. Важно обеспечить герметичное прилегание дверки: через нее не должны просачиваться продукты горения. В этом также состоит сложность изготовления пиролизных печей своими руками.
С конструкцией и принципом работы, вроде, разобрались. Теперь можно приступать к сборке запчастей и комплектующих.
Что нужно для «Булерьяна»
Для изготовления печи нужны:
- Отрезки толстостенных труб диаметром не менее 60 мм. Брать меньшего диаметра не стоит: поток воздуха через них будет недостаточным.
- Лист металла толщиной от 4 мм.
- Небольшой отрезок толстостенной трубы диаметром 350 мм (из нее нарезаются кольца для изготовления дверцы) или лист металла для нарезания полос, которые потом нужно изогнуть.
- Отрезок трубы диаметром 100-120 мм — для дымохода и небольшой кусок для изготовления корпуса дросселя на дверце.
- Петли для крепления дверцы.
- Ручка-запор для дверцы, ручка-рычаг для дросселя и заслонки-шибера.
- Асбестовый шнур для уплотнения.
Из приспособлений — трубогиб и сварочный аппарат с расходными материалами (электродами).
Самый нормальный чертеж, который удалось найти представлен ниже. Но в нем указаны размеры для труб 50 мм. Это не самый лучший вариант (лучше если диаметр труб 60 мм). Но он может быть взят за основу.
Чертеж «Булерьяна» (кликните для увеличения картинки)
Точные чертежи «фирменных» печей — коммерческая тайна. И найти их в свободном доступе нереально. Но тот чертеж «Булерьяна», который приведен, — уже неплохая основа.
Последовательность действий
Отрезки труб выгибают с нужным диаметром. От количества штук зависит размер топки, следовательно, время горения, но очень «многотрубную» батарею делать нет смысла: ее КПД будет плачевным. Потому, как и в оригинале, берем 6-8 штук.
Их нужно каким-то образом прихватить. Кто-то для этого использует страховочные вспомогательные планки, а кто-то делает каркас, в который вставляет заготовки и потом уже приваривает.
Так как к собранным трубам все равно потребуется приваривать колосники и, то можно сразу в этих местах и приварить уголки, которые и послужат каркасом. На них затем уложить колосниковую решетку и перегородку.
После того, как скелет собран, размечаете полосы металла и привариваете их так, чтобы сверху оставалась лишь треть трубы.
Теперь изготовьте/купите колосники. Если будет колосники делать сами, то лучше не из арматуры, а из полос металла. В идеале они должны иметь треугольное сечение (вершиной вниз) или трапециевидное. Колосники лучше не закреплять наглухо — эта деталь чаще всего требует замены. Потому желательно внутри приварить металлический уголок, на который можно уложить их.
Изготавливаете из листа металла верхнюю перегородку. Боковины получаются сложной конфигурации: приходится вырезать полукружья под трубы. Проще сначала вырезать лекала из картона, подогнать, а затем уже переносить форму на металл. По длине перегородка на ¼ не доходит до дверцы. В пластине вырезаете отверстия не менее 7% от общей площади. Привариваете на место. Учтите, что швы должны быть герметичными.
Вырезаете заднюю стенку. Ее также проще перенести на картон сначала. Проделываете отверстие для патрубка дымохода. Дымоход начинается в верхней отгороженной части, отгороженной перегородкой. Не промахнитесь. Привариваете заднюю стенку (шов герметичен).
Теперь можно приступить к изготовлению передней стенки и дверцы. Это — одна из самых сложных для изготовления деталей. Переднюю стенку вырезаем аналогично задней. Теперь проделываем отверстие под дверку. Вот оно должно располагаться ближе к колоснику, но выше него. Диаметр дверки, в принципе, должен быть как можно больше — чтобы помещались большие поленья. К краю отверстия навариваете перпендикулярно площади передней стенки полосу металла толщиной около 10 мм. Это будет бортик для обеспечения герметичности прилегания дверки.
Передняя стенка и дверца — один из самых сложных узлов (кликните для увлечения картинки)
Теперь делаем дверку. Диаметр ее чуть больше, чем вырезанное отверстие. По краю диска и чуть отступив от него, навариваем две полосы металла (или кольца от трубы подходящего диаметра) высотой примерно 15 мм. Расположение их должно быть таким, чтобы наваренная полоса на передней стенке проходила между двумя полосками на дверце. В промежуток между полосами укладываем асбестовый шнур-уплотнитель.
Теперь приступаем к изготовлению дросселя. Диаметр корпуса дроссельной заслонки — 22-25 мм. Длина его около 100 мм. Находим кусок трубы подходящих размеров. В нем на расстоянии 4-5 см от края проделываем два отверстия, расположенные радиально. В эти отверстия вставляем металлический пруток, который с одной стороны загибаем — это будет ручка дроссельной заслонки. Вырезаем круг из металла, чуть меньшего диаметра, чем труба корпуса. Это заслонка. Заслонку вставляем в корпус и привариваем к прутку. Получилась регулируемая заслонка.
Дроссель/поддувало крепится к дверце в верхней части (кликните для увеличения картинки)
Готовый дроссель крепим к дверце. В верхней ее части делаем отверстие и привариваем. Теперь осталось установить петли и запор. Навесив готовую дверцу, проверяем качество всех швов.
Аналогично шиберной заслонке изготавливаем заслонку на дымоход. С той лишь разницей, что там используются другие
Дымоход напоминает букву «Т», в той части, которая примыкает к корпусу установлена заслонка
диаметры и из заслонки необходимо вырезать сектор в 90 о. От печи выходит горизонтальный участок трубы дымохода длиной до одного метра. К нему приваривают второй участок так, чтобы конструкция напоминала букву «Т». В часть, которая примыкает к корпусу, вставляете заслонку. Последовательность аналогична изготовлению дроссельной заслонки: два радиальных отверстия в корпусе, сквозь них металлический прут, к пруту привариваете заслонку, одну часть проволоки загибаете, чтобы получилась ручка.
Теперь осталось сварить подставку: для эффективной работы печь должна находиться на высоте не менее 25-30 см от пола, хотя у многих стоит прямо на трубах. Но в этом случае обязательно негорючее основание-постамент из кирпича. Тут уж выбирайте сами: или варить подставку из труб, или сооружать кирпичный блок (по рекомендации фирмы — в четыре ряда кирпичей, положенных плашмя на глиняный раствор).
Конструкция печи и последовательность действий при изготовлении «Булерьяна» своими руками проиллюстрирована в видео, расположенном ниже.
Этот вариант — отличный способ Пригодится он и на складах или других производственных помещениях: быстро, с читанные минуты выходит на заданный режим (20-30 минут) и за 40-50 минут нагревает помещение в 20 квадратов.
Простой вариант
Эта конструкция только похожа на оригинал. Оттуда взяты расположение камер и наличие труб. В этом варианте в качестве корпуса используется толстостенная бочка. На корпус сверху навариваются изогнутые трубы. В этом варианте важно идеально подогнать изгиб под имеющуюся бочку.
Из бочки сделать можно что-то похожее на «Булерьян». Осталось приварить трубы и поставить дверцу
Поверхность соприкосновения и так будет небольшой, а если еще и трубы плотно прилегать не будут, то смысла в них не будет вообще. Далее весь процесс аналогичен:
- Внутренность бочки разделяете на три зоны, установив колосники и перегородку.
- Изготавливаете переднюю стенку, дверку, крепите к ней дроссель, все привариваете петли и навешиваете дверцу. Привариваете на место.
- Теперь в задней стенке (которая была дном) вырезаете отверстие под дымоход, привариваете патрубок дымохода, свариваете «Т»-образный дымоход. Изготавливаете и устанавливаете заслонку, собираете всю конструкцию.
Этот вариант не в пример проще. Но по производительности она будет чуть лучше буржуйки и прогревать помещение будет значительно медленнее, чем первый вариант. Вместо этого температура корпуса будет гораздо выше и тепло будет исходить от него в гораздо большей степени и большая часть тепла будет передаваться жестким излучением от корпуса, а не через нагреый воздух. Высокий КПД «Булерьянов» образуется благодаря «утопленным» трубам и «экономайзеру». Тут же трубы идут поверху и никакого устройства дожига. Вот и меньшая эффективность. Зато и в изготовлении в два раза проще.
Что такое булерьян, как выясняется – это печь длительного горения, воздушно – конвекционного обогрева. Иногда с применением технологий дожигания газов. Случаются с функцией бойлера, а порой и поверхностью для готовки. Откровенно говоря, на субъективный, но не лишенный здравого смысла взгляд, подобный тип печей не создан для помещений постоянного проживания. Эта печь довольно эффективно и быстро прогреет воздух в помещении. Это может быть гостевой домик, мастерская, гараж, служебные или админ. помещения, теплица и т.д..
Основное достоинство состоит в том, что весь объём воздуха быстро достигнет нужной температуры. Однако данная конструкция печи не имеет тепловой инерции. На даче зимой или в охотничьем домике в горах, подобное свойство не играет большого значения. В капитальном же доме, мощный, массивный теплоноситель обеспечивает ровный, правильный микроклимат без скачков и перепадов. Что положительно сказывается, как на здоровье хозяев, так и на целости и сохранности самого дома, его составных частей и конструкций. Правда в настоящее время, новые технологии и идеи позволяют воплощать в жизнь практически любые решения. И при осознанном подходе и понимании некоторых тонкостей, подобный отопительный аппарат – выполнит любые прихоти владельца. К тому же, обогрев с помощью исключительно конвекции воздуха, позволит немало сэкономить на материалах и ускорить устройство отопления.
Принцип работы печи
Стоит знать, чем интересен “Булерьян”, принцип работы которого сейчас рассмотрим. Можно подумать, что это просто металлическая бочка, с вмонтированными трубами.
Buller или bullerjan, использует вновь популярную сейчас, технологию экономии топлива. А именно, пиролиз.
Правда насколько правильно будет называть буллер – пиролизным, можно и поспорить. Часто, буллер называют пиролизным, хотя верно это лишь отчасти. Так как в пиролизных котлах, первичный воздух обычно проходит через топливо, сверху вниз. Тяга принудительная и соответственно, конструкция и оснастка иная. Сам по себе, это процесс разложения древесины под действием температуры. На летучие углеводороды, угарный газ и древесный уголь.
Видео: Расчёт мощности Булерьян
Пиролизными, можно считать устройства, сжигающие во вторичной камере, пиролизный газ. В первичной камере происходит изотермический процесс, с выделением тепла и газов. Здесь мы имеем подобные процессы, пусть и не в идеальном исполнении. Поэтому, я бы может и назвал нашего подопытного – пиролизным котлом, но на сто процентов ручаться и спорить не стал. Так как процессы горения, подобные происходящим в буллере, отчасти происходят и в простых печах. Он находится посередине, между буржуйкой и абсолютно пиролизно-ориентированными устройствами. Нагрев воздуха происходит благодаря внушительной батарее конвекторов-труб. В которых воздух быстро прогревается и циркулирует. Причем хорошо перемешивается воздух помещения, за счет скорости, с которой он вырывается из обменников.
Чертёж
Теперь видимо стоит прояснить, из чего же состоит этот чудной бочонок, обнимаемый трубами. булерьян чертёж которого, всё же смогли воссоздать народные умельцы, не так уж сложен. Эта технологичная “буржуйка” вобрала в себя некоторые элементы разных печей: Основную топку, дополнительное пространство, для дожигания газов, образованных в процессе первичного сгорания (а точнее, горения-тления) топлива.
Далее к основным элементам следует отнести главные теплообменные элементы – изогнутые дугой отрезки труб. В них и происходит основной процесс конвекции. Трубы, как правило, двумя третями диаметра погружены в топку. Одновременно они являются частью стенок топки и контактируют непосредственно с жаром пламени. Есть варианты топок с колосником, когда стенкам теплообменника хотят добавить защиту от прогорания.
Верхняя часть топки, отделённая горизонтальной пластиной, от нижней части, позволяет дожигать газы, при поступлении туда дополнительного, подогретого воздуха. Поступает он через инжекторы. Расположение и место ввода в топку оных, может незначительно варьироваться.
Классический вариант буллера, имеет дверцу с поддувалом, оснащенным регулятором подачи воздуха дросселем и зольничком. Варианты могут быть с условной градуировкой подачи воздуха, огнеупорным стеклом, глазками контроля дожига газов и прочими разностями. На выходе, дымоход обязательно оборудован заслонкой с гарантированно открытым сектором в четверть сечения. Что обеспечивает надежный вывод угарных газов, кроме наверно случаев, явно аварийных.
Булерьян в разрезе
Трубы дымохода обязательно оснащаются теплоизоляцией, так как это решительно важно для подобного типа печей. Оригинальные изделия, родом из Канады, оснащаются экономайзером. Он монтируется сразу после первого колена дымохода, на его вертикальную часть, и тоже участвует в дожигании продуктов газогенерации и окисления. Что довольно важно, это позволяет повысить КПД и помогает газам быстрее покидать дымоход. Не путать с дополнительными теплообменниками, которые устраивают на дымоходе, для нагрева воды или просто для дополнительного отбора тепло-калорий, про запас. Так называемыми аккумуляторами тепла, такие тоже бывают. Дымоход, а точнее его вертикальная часть, должна иметь достаточную длину, в зависимости от вашего строения. В среднем это около пяти метров. Но не стоит устраивать дымоход ниже, эта длина не обеспечит нужную тягу.
Чертёж “булерьян”
Делаем булерьян своими руками
Такая тема, естественно не оставит в стороне умельцев. Некоторые задумаются, на сколько тяжело создаётся печка булерьян своими руками. Нужно сказать не все материалы, для её создания можно найти в продаже. Трубы желаемого диаметра, выгнутые по нужному радиусу, найдутся далеко не на каждой базе. Значит, нужны услуги мощного трубогиба, с помощью которого все элементы будут согнуты по одному радиусу и иметь одинаковую геометрию. Использовать маленькие диаметры, как показывает практика и законы физики, не рационально. Листовой металл, для промежутков между трубами, гнется по шаблону и заполняет промежутки между ними. 
Толщина обычно не менее пяти миллиметров. Делают это, когда трубы уже наживлены друг к другу, образуя остов печи и вварены перегородки, если таковые предусмотрены. Ввод воздуха через инжекторы, можно обеспечить через первую пару конвекторов, либо через переднюю стенку. Снабдив их дозирующими устройствами, наподобие простейшего воздушного краника. Главное – это подвести порцию свежего воздуха ко “входу” пиролизных газов, в камеру дожига. Далее конструкция оснащается задней стенкой, с отводом, для дымохода. Можно оснастить её, ёмкостью для нагрева воды. Поэтому собирая булерьян своими руками чертежи придется поправить. Именно в этом месте, подобный “гаджет” меньше всего помешает, в отличие, от подобных решений прямо на дымоходе. Который желательно сделать несколько большим в сечении, нежели на входе у поддувала.
Схема тепловой камеры булерьяна
Тут же, на выходе, ставится задвижка с вырезанной четвертью, о которой говорили выше. Желательно, по всей окружности задвижки, оставить зазор, не менее миллиметра. Он не даст ей заклинить при нарастании сажи и прочих отложений, либо при её тепловом расширении. Дверцу, а точнее само поддувало, наоборот снабжают задвижкой, схожей с дросселем в карбюраторе. Так её и кличут – дроссель. Она должна уметь плотно перекрыть приток воздуха при необходимости.
Изнутри, дверцу прикрывает дополнительная пластина металла, являющаяся тепловым экраном. А по её периметру и соответственно, периметру загрузочного отверстия, устраивают газовый затвор. Который похож на два сложенных вместе фланца с юбкой, только большого диаметра. Щель можно герметизировать негорючим, мягким материалом на основе асбеста или современного огнеупорного материала. Сама “буржуйка” должна иметь ножки, для установки на определённом расстоянии от пола, обычно это двадцать сантиметров и более. Особенно, если пол из горючих материалов. Самостоятельное изготовление Bullerjan-а, дело не совсем простое и потребует особых инструментов и возможностей. Задача эта, по плечу далеко не всем умельцам – рукодельцам.
Видео: Печь длительного горения из двух газовых баллонов на 100м.куб.
Печь Булерьян с водяным контуром
Не у одного человека возникла идея, создать булерьян с водяным контуром. Возможно эта идея и имеет право на жизнь. Пусть не вся поверхность топочной, является теплообменной, как в обычных жидкостных котлах. Это компенсируется вместительной топкой. И площадь теплообмена оказывается подобной. Трубы конвекторов “имплантируют” в жидкостную систему отопления и буллер работает как обычный котёл. Но тут нужны дополнительные доработки.
Так как теплоёмкость воды гораздо больше, необходимо обеспечить большую энергоэффективность. Это значит, более высокие температуры. Следовательно, нужно защитить поверхности топочной от прогорания. Дать печке работать с повышенными температурами, на высококалорийном топливе. И тут экономия при тлении и необходимость высокой теплоотдачи для водяного теплоносителя, вступают в противоречие. Смысл пиролизной камеры исчезает, при использовании твердых углеводородов. Поэтому, такие эксперименты могут быть в случае определённого расчёта, либо при отсутствии строгих требований. Не стоит размещать контур вокруг дымохода. Его охлаждение водой, приведет к ускоренному загрязнению, повышенной конденсации влаги на внутренних стенках. Такие варианты существуют, но эффективность подобной системы вызывает сомнения. Скорее, получается самодельный, водяной котёл, причудливой формы.
Печь Булерьян на отработке
Некоторые “творцы” хотят смастерить булерьян на отработке. Как это осуществить и стоит ли овчинка выделки? Сразу нужно определиться, для каких нужд, подобное чудо будет использовано. Подобная модификация приемлема в случае отопления хоз. помещений, гаражей и прочих. Там, где не страшен легкий “аромат” бесплатной отработки и есть хорошо работающий дымоход. Да и вообще хорошая тяга в системе. Отработку, в качестве топлива сжигают двумя способами. Один способ менее сложный и затратный. Это капельный испаритель. Его устройство очень простое.
На входе в топку монтируется кожух-патрубок, снаружи вмещающий в себе чашу для сгорающего масла. И на нём же, монтируется небольшая ёмкость с запасом. Краном регулируется струйка отработки, которая падая в чашу, разбрызгивается, горит и испаряется. Внутренняя часть представляет собой металлический козырёк-перегородку, подобную верхней перегородке печи. Только газы огибают её у дальней стенки.
Еще практикуют более механизированный и технологичный способ. Он же и более сложный. Требует установки на входе топки промышленной или самодельной форсунки для сжигания отработки. Помимо этого, отработку нужно подать под некоторым давлением. Кроме того, она должна быть очищена, дабы не забивать форсунку. В среднем пользователи заявляют расход, на уровне двух литров в час. При бесплатных запасах и сопутствующих условиях, такой вариант имеет право на жизнь.
Булерьян с варочной поверхностью
Кто-то возможно задастся вопросом -“стоит ли покупать или изготовить булерьян с варочной поверхностью или даже конфоркой?”. Тут определяющим фактором, является готовность и способность пользователя, довести все элементы печи, а главное дымохода, до соответствия расчетным параметрам. Если дымоход будет достаточно высок и теплоизолирован. Не будет иметь длинных горизонтальных секций, дрова сухими, а сама печь изготовлена правильно. То наличие варочной плиты с конфоркой будет только плюсом. Дым может пойти через конфорку, при растопке в стылом помещении в мороз, сырыми дровами. При не отвечающей требованиям дымоходной системе.
К сожалению, часто, упустив или не понимая один, но важный момент, люди спешат критиковать всю идею или изделие. Варочная поверхность может присутствовать, только заранее необходимо внести некоторые правки в конструкцию. Как минимум длинна пластины, разделяющей основную топку с вторичной, должна быть короче. Это откроет больший просвет, для жара, идущего от первичной камеры. Соответственно, конфорку, стоит разместить над этим просветом. В фабричном исполнении все тонкости уже учтены.
Итого, ваша задача обеспечить тягу. А в момент открытия конфорки, прикрывать поддувало и при необходимости открывать заслонку на трубе. Для тех, кто пожил в селе и пользовался печью, вообще не возникнет вопросов. Горожанину нужно будет немножко приноровится. Без этого ничего не поделаешь. Разве что жить в умном доме с пультом.
Как устанавливать булерьян
Если вы определились с чертежами этой печи, её комплектацией или вообще, сварили её сами. Пришло время прояснить, как выполняется установка булерьяна. Как уже не раз прозвучало, булерьян греет воздух. А это значит, что место его установки должно позволять ему обогревать помещение или помещения максимально эффективно.
Естественно, что центр комнаты будет наилучшим местом. Но, я думаю, что не каждый пойдёт на такие жертвы. Выходом могут послужить специальные воздуховоды, с помощью которых тёплый воздух может быть разведён по помещениям. Особенно это актуально при большой площади или обогреве нескольких комнат. При установке печи на пол из горючих материалов, следует его защитить листовым металлом по негорючему утеплителю толщиной 15 мм. или устроить пожарно безопасный подиум, высотой 15-30 см. Во всяком случае, он должен быть защищён, от возможных искр и углей, в радиусе полуметра от зольника или поддувала. Расстояние от топочной дверки до противоположной стены, не менее 1250 мм. До деревянных, неоштукатуренных стен, не менее 1 м., оштукатуренных 0,7 м.
Устройство дымохода
При устройстве дымохода внутри помещений, учесть, что:
- Этажность не более двух.
- Расстояние до древесных неоштукатуренных стен не менее 0.7 м.
- Расстояние теплоизолированной трубы, до деревянной стены, не менее 0.25 м., при условии максимального нагрева наружного слоя, до 90 градусов.
- Высота трубы должна достигать длинны в 5-7 метров (зависит от мощности).
- При проведении металлической трубы сквозь перекрытие, обязательна разделка огнеупорными изоляционными материалами, на расстояние 0,5 м.
- Дымоход должен состоять из минимального количества сегментов, герметично соединенных. Горизонтальные участки нежелательны.
Наружная часть дымохода обязательно утепляется.
Нужно организовать возможность лёгкой чистки, слива конденсата.
А верхняя точка трубы, должна выступать над коньком или крышей исходя из нормативов, не менее 0,5 м. Хорошая термоизоляция трубы крайне важна для данного типа печей. Повышенное образование смолистых веществ, сажи и конденсата, как следствие плохого утепления, может вызвать зарастание просвета дымохода и прочие “копчёные” прелести. Особенно чревато использование смолистых пород древесины, сырое топливо, сжигание промышленных и бытовых отходов. Как следствие, желание прочистить, как говорят “отжечь” сажу, может обернуться возгоранием сажи. А это температуры свыше тысячи градусов. Подобные эксперименты очень опасны и часто приводят к пожарам.
Видео: Булерьян регулировка горения
Как правильно топить булерьян
Ну и теперь, когда известно практически всё, коротко о том, как правильно топить булерьян. Сначала, желательно заложить в топку сухое топливо, в количестве, необходимом для прогрева дымохода и образования углей. Причём желательно не вычищать старые угли и золу совсем, оставляя слой, который будет слегка прикрывать металл, защищая его от выгорания. Открыть заслонку дымохода полностью, а поддувало, исходя из требуемой скорости розжига и прочих факторов, сухости дров, ветреной погоды.
Когда первая “доза” прогорит приблизительно на две трети, образуется достаточно жара. Можно сделать основную закладку, крупных, но очень советую – сухих дров. Важно понимать, что медленное горение или тление происходит в пределах 500 – 650 градусов. А значит, сырые дрова, смолистая древесина, отходы содержащие химию и клеи, всё это будет оставлять на стенках дымохода отложения и влагу ускоренными темпами. Так же, не стоит применять уголь или кокс. Воздух, который выступает теплоносителем, не успеет снять с поверхностей обменника всю энергию. И большая её часть улетит в дымоход. Более того, повышенная температура газов в дымоходе повысит опасность загорания сажи, а металл топки будет прогорать.
Печь Булерьян схема конвекции воздушных потоков
Итак, далее разогретый дымоход обеспечит розжиг и дальнейшее горение, в нужном режиме. А это скорей всего режим экономии. Максимально экономно, buller работает при перекрытых поддувале и заслонке. В процесс горения, начнёт включаться эффект дожигания пиролизных газов. Если мы уменьшим доступ воздуха через поддувало, газы образовавшиеся при недостатке кислорода в основной топке, будут дополнительно сгорать в верхней камере, отделённой перегородкой. На входе через инжекторы происходит подсос горячего воздуха.
С его помощью, газы отдадут больше энергии при медленном тлении дров. Снизу, под печью, более холодный воздух подхватывается тягой, создаваемой уже нагретым потоком в трубах-конвекторах и “выстреливает” вверх. Конвекционные процессы заставляют циркулировать воздушные массы в помещении, что обеспечивает высокую скорость прогрева, чем буллер и ценен. Стоит отметить, благодаря своей особенной конструкции, температура наружных поверхностей печи остаётся довольно невысокой. Это уменьшает пожароопасность и ожоги гораздо менее вероятны. Для этого нужно “искать” место погорячее.
Печь булерьян (bullerjan, buller, буллер, бренеран) изобрели вовсе не простые канадские парни, как кое-где утверждают, а достаточно компетентные специалисты-теплотехники. Остальное в истории буллера верно: придумали его действительно в Канаде для нужд лесорубов и более по наитию, не мудрствуя лукаво. Получилось неплохо, на вид эффектно, и желающих сделать буллер самостоятельно более чем достаточно. О некоторых препонах и тонкостях, которые могут встретиться на этом пути, и написана настоящая статья.
Немного истории
Лес в Канаде валят не кварталами, а выборочно, и бригады лесорубов ведут кочевой образ жизни. Лесоповал производят более в холодное время года, когда растительность не вегетирует, жизнь в лесу замирает и ущерб лесным биоценозам от рубки минимален.
Климат в канадской тайге еще суровее сибирского, и даже при 4-х часовой смене рабочие застывали в сосульки. Комфорта и вообще цивилизации в лесной глуши – ноль. Поэтому лесорубам требовалась , которую можно было возить с собой, не загромождая кузов, и руками занести в жилой вагончик. А жилье на 20-30 кубов эта печь должна была прогревать максимум за 20 мин. Топливо бросовое: ветки, щепа. Топка большая, чтобы можно было совать туда куски толстых корявых кряжей. Время работы с одной закладки топлива – не менее 8 час. Куда там ночью вставать и подтапливать, когда за день наломались до боли в костях.
В зависимости от погоды и сезона тепловую мощность нужно регулировать. Регулировка должна быть простой, чтобы ее мог производить человек необученный или после разового вводного инструктажа.
В то же время печка должна была быть недорогой и достаточно технологичной. Требующая электропитания электроника, да и вообще автоматика, исключалась: малейшая поломка в тайге может стоить жизни целой бригаде. Также исключалось применение дорогих и требующих специального оборудования спецсплавов: булерьян должен был быть доступен для изготовления в любой ремонтно-механической мастерской.
Дополнительные требования выдвигались к безопасности эксплуатации. Во-первых, образование угара должно быть исключено при любом режиме топки и любых положениях регулирующих органов. Во-вторых, температура тела печи не должна превышать 60-70 градусов, чтобы, случайно натолкнувшись на нее спросонья и «с бодуна», не обжечься до потери трудоспособности. Говорят, канадские лесорубы умеют гнать самогонку из сосновых шишек. Называется она sterno.
Устройство буллера
За основу канадские инженеры взяли давно известную и хорошо зарекомендовавшую себя схему стального конвекционно-трубного воздушного котла медленного горения; в просторечии – печи-калорифера. Так появилась конструкция, схема которой показана на рис. Широкая герметичная дверца топки снабжена поддувалом в виде патрубка с поворотной заслонкой – дросселем. Дроссель регулирует мощность печи. Иногда его рукоять снабжают шкалой, проградуированной в градусах наружной температуры, и передвижным упором-ограничителем. В то же время дроссель можно перекрыть наглухо, если печь необходимо погасить или пресечь тягу, чтобы помещение не выстуживалось.
Далее следует обширная топка с криволинейным стенками. В них на 2/3 диаметра утоплены батареи труб теплообменника. В этих 2/3 первая изюминка буллера. При таком соотношении обеспечивается отдача воздуху в трубах 70% выделяющегося в топке в режиме тления тепла. Еще 10% растекаются по металлическому сварному телу печи и греют воздух помимо них. При температуре в помещении 20-25 градусов и тепловой мощности в 10-20 кВт для этого требуется температурный градиент в 40-45 градусов, т.е. тело печи будет нагрето до 60-65 градусов. 5 градусов дадут некоторый запас безопасности.
На 1/4 высоты топки от низа располагается горизонтальный решетчатый под из толстой, не менее 4 мм, стали, или решетка из чугунных колосников. Вверху, также на 1/4 высоты топки, но уже от верха, в топку вварена неполная по длине горизонтальная перегородка, не доходящая до ее передней стенки на 1/4-1/5 длины топки. В перегородке проделаны отверстия, точно калиброванные по диаметру, расположению и общей площади (примерно 7% от площади пода).
Забор воздуха для дожигания осуществляется из топочного пространства. Отдельные продухи для вторичного воздуха не предусмотрены. Доля воздуха, отбираемого дожигателем от топки, автоматически меняется в зависимости от свойств топлива и режима топки. В этом второе отличие буллера от классических конструкций с совмещенными или раздельными воздушными потоками.
Отгороженное верхней перегородкой пространство образует камеру дожигания при работе в режиме тления. Дымовые газы из дожигателя выходят в «боров» или «чушку» – горизонтальную часть дымохода длиной 0,8-1 м. Боров для булерьяна обязателен, он несколько притормаживает догорание отходящих газов. Зачем так нужно, будет рассмотрено несколько ниже.
Сразу после заворота дымохода вверх в нем установлен шибер (дымовой дроссель), которым переключают режим горения. Т.к. теплоемкость тела буллера, в отличие от , мала и на теплопередаче в помещение почти не сказывается, вьюшки, полностью перекрывающей дымоход (и создающей опасность угара при небрежном или неквалифицированном пользовании), не предусмотрено.
Диаметр дымохода равен или на 10-20% больше такового поддувального патрубка, а в заслонке шибера вырезана четверть (см. рис.) Поэтому, как ни крути дроссель с шибером, тяга не прекратится и угар, даже если он и образуется, в помещение не пойдет, а вылетит в трубу. При указанном соотношении диаметров поддувала с дымоходом и 25% площади отверстия холостого хода в шибере буллер безопасен, даже если забыть закрыть дверцу топки. Правда, при этом почти все тепло вылетит наружу.
Над шибером располагается третий важнейший элемент буллера – экономайзер. Вообще-то экономайзер это устройство, подогревающее остаточным теплом дымовых газов поступающее в котел рабочее тело – воду, воздух. Но в данном случае роль экономайзера иная.
Экономайзер буллера представляет собой вертикальный участок дымохода длиной 1,5-3 м, хорошенько изолированный по теплу: 40-50 мм асбеста или базальтового картона, или 30-40 мм базальтовой ваты, или 10-15 мм вспученного вермикулита. В экономайзере и догорают окончательно дымовые газы: сердцевина газовой струи в борове не успевает слишком остыть, отраженное от стенок экономайзера ИК усиливает концентрацию тепловой энергии в струе, и газ вспыхивает. Пожарникам этот эффект знаком как перескок пламени.
Вспыхнувший в экономайзере газ стремится расшириться, но в ограниченном объеме ему некуда. Образуется газовая пробка, тоже хорошо знакомая строителям и владельцам неграмотно сконструированных печей. Горение в топке утихает, пробка остывает, проскакивает, горение снова усиливается – булерьян, пыхтя то чаще, то реже, автоматически подстраивается под качество топлива и положение воздушного дросселя.
Говорят, что идея эта осенила одного из разработчиков, глядя на коллегу, усиленно пыхтящего трубкой. Коллектив конструкторов пытался решить проблему устойчивости режима горения при низкой температуре в топке. Удержаться на грани тления и пламени не удавалось, пока не ввели автоколебательный режим сгорания. Так каноэ, если грести попеременно одним веслом то с одного, то с другого борта, движется по прямой. Общий КПД буллера в 80% достигается только с экономайзером. Без него – от силы 60% с чем-то.
Иногда, даже часто, вследствие некоторых особенностей буллера (о которых будет сказано далее), его эксплуатируют без экономайзера, усиливая горение и мирясь с пониженным, но все-таки неплохим КПД. Но тогда хорошая фирменная печь живет всего 2-3 года. Почему? Об этом также далее по ходу изложения.
О батареях труб
При тепловой мощности до 20-25 кВт трубы в батареях выполняют в виде технологически простых полукружий, как слева на рис. При этом диаметр труб 60-100 мм, а их количество – по 3-4 на батарею.
При большей тепловой мощности увеличивать диаметр труб пропорционально нельзя, из-за малой теплопроводности воздуха упадет КПД. Нужно увеличивать «трубность» батарей. Но при батареях из 6 и более труб КПД также падает, тут уже сказывается закон квадрата-куба в применении к закладке топлива.
До мощности в 100-120 кВт конструкторы выходят из положения, выполняя трубы изогнутыми в виде дуг синусоид и слегка наклоненными вершиной дуги вниз. Топка в разрезе при этом приобретает каплевидное или яйцевидное сечение, как справа на рис. При еще большей мощности требуется уже компьютерное моделирование булерьяна с оптимизацией, и положительный результат долгой, сложной и дорогой работы не гарантирован.
Как топится булерьян
Вначале, когда необходимо быстро прогреть помещение, в топку закладывают сухое и быстро горящее топливо, хоть бумагу или картон. С тех пор, как в продаже появились пеллеты, и канадцы, отправляясь в очередной лесозаготовительный вояж, берут с собой 2-3 мешка; на сезон хватает.
Дроссель и шибер полностью открывают, топливо разжигают, дверцу топки закрывают. Горение при этом пламенное, с «буржуечным» КПД в 20-40% (а не 5-7%, как пишут рекламщики булерьянов для сравнения). Из 4-х трубных батарей при этом валит по 4-6 кубов воздуха в минуту, разогретого до 130-140 градусов, и помещение быстро прогревается.
Разгонную закладку топлива дают такую, чтобы оно прогорело до углей за 3-4 мин до окончания прогрева, тут нужен некоторый опыт. Если в дверцу буллера встроено термостойкое стекло, через него следят за горением. Но можно, только неудобно, делать это, просто подглядывая в поддувало.
Как только догорело до углей, на них кладут крупные чурбаки. Чем крупнее, тем лучше. Можно один, лишь бы в топку влез. Можно заложить торфобрикеты или те же пеллеты, они топливо универсальное. Дроссель поддувала теперь прикрывают до нужного положения, или до упора в передвижной ограничитель шкалы мощности. Шибер закрывают до упора, т.е. на 3/4.
Буллер при этом переходит в режим тления с частичным пиролизом и газификацией. Воздух из батарей выходит с температурой 60-70 градусов, а тело печи остывает до 50-55. Даже свалившись ночью на буллер в костюме Адама, заругаешься, но не обожжешься.
Называть буллер печью или газогенераторной, как часто делают, неправильно. Соотношение тепла, передаваемого воздуху непосредственно от тлеющей массы топлива и дожигаемых пиролизных газов, непрерывно меняется в процессе сгорания одной закладки при неизменном положении дросселя и шибера.
Особенности топки
Первая – теплопроводность воздуха мала даже сравнительно с его, тоже малой, теплоемкостью. Поэтому «раскочегаривать» буллер нет смысла: воздух не успеет принять лишнее тепло, и ему не останется ничего иного, как вылететь в трубу.
Оптимальная температура в тлеющей массе буллера – 550-650 градусов. Это обеспечивает довольно высокую долговечность печи, сваренной их обычной конструкционной стали толщиной 4-10 мм, в зависимости от мощности. Но пиролиз при такой температуре идет слабо и не до конца, что приводит к некоторым ненужным и неприятным эффектам. Далее мы поговорим о них подробнее.
Если же поднять температуру в топке до 800 градусов и выше, то не только КПД упадет. И сталь корпуса не только прогорит, но и подвергнется термохимической коррозии из-за наличия в дымовых газах углеводородных радикалов и окислов азота. Избежать их образования можно, подавая воздух раздельно в топку и дожигатель, но это будет уже не буллер, а другая печь. Сложная в эксплуатации и способная оказаться опасной.
Именно поэтому производители булерьянов категорически запрещают топить их углем и коксом. Карбон не горит, если остынет ниже 800-900 градусов. А дать больше воздуха, чтобы не погас – не только КПД упадет, но и дорогая печка из спецстали прогорит до дыр за сезон-два. Претензию не примут, случай не гарантийный.
Делать ли самому?
Прежде чем переходить к особенностям установки и эксплуатации булерьянов, их усовершенствованиям и разновидностям, нужно остановиться на вопросе: а стоит ли делать буллер своими руками? Причина – прежде всего продажная цена готовых фабричных. Буллеры очень технологичны: нулевой цикл их производства сводится к изготовлению пары-тройки гибочных шаблонов и сварочных кондукторов. Материал изделия – хоть металлолом.
Очень хороший булерьян на 10-15 кВт можно приобрести за $200-250. В то же время оборудование, обычное для походной реммастерской, дома, в гараже или на дачном участке не держат, хотя бы из-за отсутствия подходящих площадей. А заказывать поштучно гнутые довольно большие детали из толстого металла обойдется куда дороже.
Пожалуй, единственное исключение – если мастер-самодельщик работает на захолустном провинциальном заводике, где большая часть технологического оборудования все равно простаивает. А руководство «по-советски» позволит ему в свободное время использовать станочный парк, да еще и разрешит порыться на свалке, подобрать заготовки. Хотя при теперешних ценах на металлолом это вряд ли.
На такой случай дадим совет: не соблазняйтесь для батарей узкими водопроводными трубами. Минимальный диаметр воздуховодов – 60 мм; он определяется соотношением теплоемкости и вязкости воздуха. Буллер с «частоколом» вряд ли окажется экономичнее любой другой печи медленного горения, но сделать его сложнее. Чертеж неудачной в этом отношении конструкции приведен на рис. ниже, а пример правильно выполненного самодельного буллера – на рис. справа в начале раздела.
Видео: обзор самодельного булерьяна
Готовые-покупные
Установка буллера в отапливаемом помещении тоже имеет некоторые особенности. Посмотрите на рис. Слева – вариант не вполне удачный. И не только потому, что нужно долбить бетонные перекрытия, для чего требуется проект с разрешением, конструкции-то несущие.
Во-первых, для устройства дымохода, проходящего через чердак и крышу, понадобится собрать уйму бумаг, чтобы получить разрешение пожарников. А потом еще и выполнить все противопожарные требования, что обойдется непросто и недешево.
Во-вторых, оседающий из дымовых газов буллера конденсат (шламоконденсат) обладает удивительными физико-химическими свойствами. Им будет посвящен особый раздел, а пока отметим следующее: хотя отдельных санитарных правил для этого вещества и нет, но самому для себя от него лучше держаться подальше. А в данном случае шламоконденсат остается в помещении.
Вариант справа хорош уже тем, что нужно бурить не бетонную, а кирпичную стену. Она, конечно, тоже несущая, но нагружена меньше перекрытия. На проем в ней до 150 мм диаметром контролирующие органы закрывают глаза. А стандартный диаметр дымохода буллера – 100 мм. И получить пожарное разрешение на наружный дымоход куда проще. И шламоконденсат окажется снаружи.
В том и другом случае фундамент под булерьян не нужен, достаточно несгораемой подставки. Прочие общие условия следующие:
- Расстояние от обычной стены – не менее 1000 мм.
- Если стена покрыта огнестойкой штукатуркой (например, вермикулитовой) слоем не менее 25 мм, от буллер можно придвинуть к ней на 800 мм.
- В радиусе 1200 мм от центра дверцы топки – огнестойкий настил, как и для других печей: сталь от 1,5 мм на асбестовой подушке.
- Выход подставки за контур печи – не менее 300 мм во все стороны.
- Если буллер сертифицирован пожарной охраной на эксплуатацию без подставки, снабжен штатными несъемными несгораемыми ножками и карманом – улавливателем перед дверцей зольника, можно ставить его без подставки прямо на пол, кроме дощатого деревянного или фанерного. На ламинат или мармолеум можно.
Водяные буллеры
А нельзя ли такую, действительно хорошую, печку, приспособить для водяного отопления? Можно, и водяные булерьяны выпускаются промышленностью. Но, глядя на такой (см. рис), поневоле вспоминается высказывание выдающегося советского строителя подводных лодок о проекте гигантского атомного подводного ракетоносца типа «Акула», еще известного как «Тайфун»: «Это яркий пример победы техники над здравым смыслом».
Авторы «водобуллеров» забывают, или игнорируют, исходя из требований рынка, что булерьян изначально создавался как печь воздушная. А теплоемкость воды в 800 раз больше таковой воздуха. Чтобы отходящие газы успели передать ей свое тепло, их нужно запутать в лабиринте водогрейного регистра. А в булерьяне с его боковым подогревом теплообменника это в принципе невозможно, иначе придется создать совсем другую печь.
Единственный способ нагреть буллером воду для отопления – интенсифицировать горение в топке. Но при этом, как рассмотрено выше, неизбежно упадет КПД.
Однако приспособить любой булерьян для ГВС очень просто. Допустим, есть у нас 2 батареи по 4 трубы, а вся печь на 10 кВт. Как видно на тепловом снимке (см. рис. слева ниже), и при интенсивной топке на быстрый разогрев температура воздуха в соплах батарей не выше 160 градусов.
Теперь наденем на две трубы самые обычные металлогофры и подключим их к трубам, проходящим через котел ГВС. Горизонтально, вертикально – все равно. В воду уйдет 2,5 кВт. Если бак на 80-100 л изолирован ЭППС толщиной в 40-50 мм, то за полчаса вода в нем нагреется до 60-70 градусов, и затем эта температура будет поддерживаться. Для сравнения: в бытовые 100-л электробойлеры ставят ТЭНы на 3,5-5 кВт.
Такая система хороша и тем, что безо всякой автоматики вскипание воды абсолютно исключено. Вспомним школьную физическую задачку для особо (без кавычек) одаренных и смекалистых: как нагреть воду ровно до 100 градусов, не давая ей закипеть?
Ответ таков: взять кастрюлю, положить в нее деревянные чурбачки для теплоизоляции. Поставить на них другую кастрюлю, поменьше. Налить в обе кастрюли воды, поставить на огонь. Вода во внешней кастрюле закипит, но ее температура выше 100 градусов не поднимется, т.к. тепло огня пойдет на передачу воде скрытой теплоты испарения воды.
Вода во внутренней кастрюле тоже нагреется до 100 градусов, но разницы температур между ней и внешней не будет, и теплота, необходимая для испарения воды, во внутреннюю кастрюлю перейти не сможет. Вода в ней нагреется точно до 100 градусов безо всяких признаков кипения.
Применительно к случаю с «водобуллером» – в воздухе с температурой 140 градусов нет запаса тепла, обеспечивающего вскипание воды. При подходе ее температуры к 100 градусам воздух в теплообменнике будет стремительно остывать, температурный градиент приближаться к 0, и вода никогда не закипит.
Об отоплении частного дома
Хорошо, может сказать читатель, но ведь обогреваться-то надо! Да, но печное отопление применяется преимущественно в частных домовладениях, а там водяное – чистой воды предрассудок, стереотип «централизованного» мышления. Для КПД центральной ТЭЦ, действительно, теплоемкость теплоносителя имеет первостепенное значение, иначе он остынет, пока дойдет до абонентов.
А ? Что, тянуть магистраль из кухни или топочной вокруг всего участка в гостиную/спальню? Не проще ли разогнать по комнатам теплый воздух, которого буллер дает, что называется, с верхом? Посудите сами:
- Воздуховоды можно сделать простым инструментом из дешевых материалов: жести, гипсокартона, фанеры, просто из картона, а трубы дороги, их нужно гнуть, варить, паять.
- Не нужны регистры, расширительный бак, фурнитура, автоматика.
- Можно раз навсегда забыть о свищах и протечках.
- На воздуховоды с вентиляторами и жалюзи не требуется ни проекта, ни разрешения. Достаточно самому просчитать, в какую комнату какое сечение вывести.
- Теплопередача в стены (а это до 15% теплопотерь на воде) равна нулю; здесь плохая теплопроводность воздуха нам на руку.
- Поставить на выходах регулируемые жалюзи – вот вам и легкая оперативная регулировка температуры по комнатам. С настройкой водяного отопления лучше и не сравнивать.
- Если расположить выходные жалюзи у дальних от окна стен над полом, то воздух, пока доберется туда, где сможет подогреть улицу, отдаст свое тепло комнате. А как увеличивают энтропию Вселенной батареи в подоконных нишах, всем известно.
- Этот же прием даст и теплый пол безо всяких дополнительных затрат и работ.
- Стены ровные, никаких уродств на виду – дизайнируй интерьер, как душе угодно.
Видео: булерьян и отопление гаража
Буллеры без труб
Профессор Иннокентий Николаевич Бутаков (не путайте с Александром Владимировичем Бутаковым, тоже профессором, но юристом) еще в 20-х годах прошлого века изобрел фактически булерьян, приделав сверху к с тепловым экраном дожигатель. Ныне печи типа «Бутаков», «Профессор Бутаков», «Студент» в современном исполнении (см. рис.) на отечественном рынке успешно конкурируют с булерьянами. Их технические характеристики и принцип действия схожи, как однояйцовые близнецы, но сделать самому «Бутакова» гораздо проще, как видно из рисунка.
Компьютерный булерьян
Первый буллер рассчитывали чуть ли не на логарифмической линейке. Как ни странно, но первыми догадались как следует промоделировать его на компьютере и оптимизировать в Новосибирске, в «Термофоре». Сейчас их печи «Огонь-батарея» разных типоразмеров – один из хитов рынка. И не удивительно: просчитав как следует все процессы, удалось в тот же буллер поместить водогрейный контур для ГВС и варочную поверхность с конфоркой, см. рис.
Печь “Огонь батарея”
Печи «Огонь-батарея» сразу вызвали на себя залповый огонь критики. Но тут вспоминаются уже сетования классиков литературы: «Все те же мелкие нападки на шрифт, виньетки, опечатки…»
«Не соответствует она моему представлению о печах…» Пардон-с, о вкусах не спорят. « вредны для здоровья». Кем, когда и где доказано или хотя бы замечено? «Не печь, а какой-то котел для миноносца». Сударь, вы льстите разработчикам. Уж над котлами-то для эсминцев и крейсеров трудились лучшие умы теплотехники. 70 000 кВт в объеме 8 куб. м. при КПД 97% – если это не совершенство, то что тогда совершенство вообще?
А что в нем плохо?
Да, видимых недостатков у буллеров не видно. Их так и называют: печь без недостатков. Но один подспудный все же есть, и серьезный.
Любое органическое топливо сгорает, выделяя т. наз. реакционную воду. Она полный аналог метаболической воды, образующейся в живых организмах: выделяется при расщеплении органических молекул. Из-за низкой температуры в топке реакционной воды в выхлопе булерьяна больше, чем у других печей медленного горения; в них эта вода частично участвует в пиролизе.
Второй момент – минеральные составляющие древесины. Продавцы буллеров преподносят как достоинство тот факт, что дрова в буллере сгорают, не оставляя даже золы. Но зола в дереве есть изначально, и в буллерах зольные частицы вылетают в дымоход.
Третий – углеводородные радикалы. Это химически очень активные остатки не разложившихся до конца органических молекул. Все это вместе взятое уменьшает КПД буллера всего на 5-7% и по объему составляет такую же долю его выхлопа. Но для бытовых булерьянов эти проценты оказываются поистине убийственными.
Вспомним формулу Карно. Если взять пиролизный котел с 1500 градусов в камере сгорания и 300 на выхлопе, то он покажет КПД в 80%. У булерьяна те же 80% получаются при 600 и 120 соответственно.
Реакционная вода из пиролизного котла не успевает сконденсироваться в дымоходе и бесследно рассеивается в атмосфере. Зола оседает на под топки. Откуда ее приходится время от времени выгребать. В ее составе – чисто минеральные соли, пригодные на удобрение. Органические радикалы котел также образует в небольшом количестве, но они уже в 1-2 м от устья дымохода окисляются кислородом воздуха до углекислого газа и воды, т.к. они образовались при высокой температуре и очень легкие, небольшого молекулярного веса
Не так в буллере. Реакционная вода сразу за экономайзером выпадает в конденсат. Каждая его капелька – свернутая в комок тонкая пленка, а физико-химия тонких пленок разительно отличается от нее же для массивных агрегатов вещества. И тут же – зольные частицы, тяжелые органические радикалы. В результате в отстойник оседает не просто грязная вода, а коктейль чудовищной токсичности, канцерогенности и черт знает чего еще.
Этот отстой (без кавычек) нужно куда-то девать. Оставить открытым конец «трубы, которая до земли» – постепенно подмоет фундамент, а овощи с огорода есть нельзя будет. Потихоньку выносить и выливать – свойства шламоконденсата булерьяна таковы, что от СЭС и экологов это не скроется, со всем вытекающим.
Поэтому буллеры называют еще тепличными печами. Их в оранжереях чаще всего ставят без экономайзера (см. рис.) Цветы, ранние и всесезонные овощи – продукция высокорентабельная, тут накладно не будет не только с худшим КПД мириться, но и всю печку через год-два-три менять.
Правда, выхлоп такого буллера все равно попахивает, но теплицы с оранжереями и сами по себе выделяют метан, этилен и прочее в том же духе. Поэтому по санитарным правилам их нельзя строить вблизи жилых строений, так что дымок от буллера даже отдельного «решения вопроса» не требует.
Некоторые ушлые цветоводы, особенно в бедных водой местах, рассудив, что тюльпаны, розы и гвоздики не едят, а многие растения с роскошными цветами ядовиты сами по себе, ставят буллеры по полной схеме, а шламоконденсат, чуть профильтровав, запускают в системы капельного полива. Однако помидорно-клубничные эксперименты такого рода всегда заканчиваются реанимацией покупателей, расследованием и громкими скандалами с санкциями, а то и тюрьмой.
Что лучше для себя
Способы утилизации шламоконденсата пока не разработаны ни технически, ни коммерчески, ни организационно. Поэтому, хотя законодательство и санитарные правила ничего о печном отстое специально не оговаривают, оранжерейную печку лучше все-таки поставить в оранжерее. А дома, для себя, поднапрячься уж и смонтировать двухконтурный котел, пиролизный или газовый. Дорого, кто спорит. Но здоровье дороже.
Видео: обзор печи булерьян
В мире автономного отопления не последнее место занимает такое полезное устройство как печь Булерьян, известная также под именем Бренеран. Грубо говоря, она состоит из топки, к которой подведен ряд согнутых трубок. Такая конструкция позволяет сжигать дрова и другие виды твердого топлива с очень высокой эффективностью. Стоимость промышленных моделей начинает отсчет с двухсот долларов и возрастает в зависимости от размеров топки. Хотя устройство такой печи несколько сложнее, чем у обычной буржуйки, немало мастеров сумели сделать булерьян своими руками.
Как работает данная конструкция?
Булерьян можно назвать весьма удачным гибридом буржуйки и дровяной печи длительного горения. В работе устройства использован принцип принудительной конвекции. К топке подведен ряд изогнутых трубок сверху и снизу. В нижние отверстия поступает холодный воздух, который быстро нагревается, поскольку трубы непосредственно контактируют с топкой. Через верхние отверстия в комнаты поступает уже горячий воздух. Температура его настолько велика, что позволяет обогревать не только одну конкретную комнату, но даже двухэтажный домик. Существует также возможность совмещения печки Булерьян с водяным контуром отопления. При этом поверхность самого устройства остается не слишком горячей и опасности для окружающих не представляет.
Благодаря ряду простых регулировочных устройств печь может работать в двух режимах. Сначала обеспечивается быстрый разогрев печи, а затем равномерное распределение полученного тепла по всему помещению. На втором этапе печь переходит в режим медленного горения. В начале топливо нужно подкладывать довольно часто, но как только печь разогреется, топку можно загружать всего лишь дважды в сутки, т. е. каждые 12 часов.
Дрова сгорают в топке, а продукты этого процесса по конвекционным трубам поступают в камеру вторичного сгорания. Здесь происходит дожиг газово-воздушной смеси при очень высоких температурах, что и обеспечивает устройству КПД в районе 80%. Далее по конвекционным трубам горячий воздух распространяется по всему помещению.
Наглядно процесс работы печи Булерьян представлен в видеосюжете:
Схема устройства классического «Булерьяна»
Чтобы успешно сделать такую печь самостоятельно, следует перво-наперво изучить ее устройство. Это цельнометаллическая конструкция, состоящая из топки и ряда прилегающих к ней согнутых металлических трубок. Впереди оборудуется дверца, через которую загружается топливо, а также устройство регулировки мощности, с помощью которого можно изменять режимы горения. В топке оборудуется камера вторичного сгорания и выводится патрубок под дымоход.
На этой схеме детально представлено устройство печи Булерьян. Основная отличительная особенность конструкции - ряд изогнутых полых трубок, которые связаны с двухкамерной топкой
Чтобы повысить эффективность использования печи Булерьян, рекомендуется выполнить тщательную теплоизоляцию дымохода, например, слоем минеральной ваты толщиной не менее 3 мм.
Разумеется, понадобится поддувало, через которое в топку будет поступать воздух, необходимый для сгорания топлива. Можно устроить небольшой зольник, хотя в процессе медленного горения отходов почти не образуется. Двойная задняя стенка позволяет сделать работу устройства еще эффективнее. В некоторых моделях для этого используется двухслойный корпус.
Пошаговый инструктаж по изготовлению
Чтобы сделать печь булерьян своими руками, необходимо запастись металлическими трубами наружным диаметром около 50-60 мм, а также листовым металлом. Чтобы выдержать высокую температуру горения, рекомендуется использовать стальные листы толщиной 4-6 мм. Помимо сварочного аппарата и стандартного набора инструментов понадобится также трубогиб.
- Изготовление согнутых отрезков трубы.
- Изготовление устройства для отвода дыма и сбора конденсата.
- Изготовление заслонок для поддувала и отвода.
- Изготовление дверки для топочной камеры.
- Сварку каркаса из согнутых труб и установить в него перегородку.
- Приваривание листов металла в пространстве между трубами.
- Монтаж дверцы с замком.
- Изготовление и приваривание металлических ножек.
Из трубы следует нарезать восемь одинаковых отрезков, длиной около 1,2 м. С помощью трубогиба их сгибают с радиусом 225 мм и размещают в шахматном порядке.
Чтобы изготовить полые трубы, необходимые для печи, нужно подготовить восемь кусков трубы, длиной по 1,2 метра и согнуть их в радиус 225 мм с помощью трубогиба
Чтобы удалить дым, а также скопившуюся влагу, делается Т-образное устройство, по которому дым будет уходить вверх в трубу, а влага будет стекать вниз. Для удаления влаги внизу ставят специальный кран. Кран для удаления влаги следует открывать только для этих целей, а затем закрывать, чтобы не ухудшить тягу.
Слева: устройство для отвода дыма из печи Т-образной формы предназначено не только для удаления дыма, но и для сбора конденсата.
Справа: кран для удаления конденсата расположен внизу устройства для отвода дыма и сбора конденсата. Открывать его следует только при необходимости, чтобы не ухудшить тягу.
Для отвода дыма из печки изготавливается специальная заслонка, с помощью которой также осуществляют регулирование тяги.
Заслонка для регулирования мощности печи изготавливается со специальным отверстием, которое позволяет изменить тягу, но не дает полностью перекрыть дымоход
Для поддувала, которое расположено на передней дверце, следует сделать глухую заслонку. Чтобы заслонки надежно фиксировались в правильном положении, используется пружина.
Заслонку для поддувала, которое расположено на передней дверце, необходимо сделать глухой. Это обеспечить максимальную эффективность работы печки в режиме медленного горения
Самый сложный элемент самодельного Булерьяна - это, пожалуй, передняя дверца. Она должна закрываться практически герметично. Чем лучше дверца прилегает к печке, тем эффективнее работает Булерьян.
Из трубы большого диаметра изготавливаются два кольца, которые почти плотно входят одно в другое. Для этого отрезают два 40-миллиметровых куска от трубы диаметром 350 мм. Один из отрезков разрезают и разворачивают. После этого изготавливают лицевую сторону печки, используя кольцо меньшего диаметра.
В передней стенке печи следует сделать круглое отверстие, к которому приваривают металлическое кольцо. Этот элемент необходим, чтобы дверца закрывалась как можно плотнее
Второе кольцо используют при монтаже дверцы, его приваривают к кругу из листового металла.
По краю дверцы печи приваривают два металлических кольца, диаметр которых немного отличается. Их уплотняют специальной прокладкой из асбестового шнура
Затем на дверцу приваривается еще одно кольцо, которое должно быть чуть меньше диаметра кольца, размещенного на лицевой стороне печки. В образовавшийся между кольцами дверцы зазор укладывают уплотняющий асбестовый шнур и монтируют заслонку.
Для окончания монтажа передней дверцы печи необходимо приварить к ней патрубок поддувала с заслонкой. Заслонку снабжают пружиной для более плотного прилегания
Теперь следует вернуться к согнутым трубам. В первых двух трубах необходимо сделать отверстия и приварить в них инжекционные трубки. Это небольшие металлические элементы диаметром 14-15 мм и длиной около 150 мм. Они необходимы, чтобы обеспечить соединение конвекционных элементов с топкой.
В первые две полые трубы печи следует вставить специальные инжекторы, которые обеспечат контакт воздуха с топочной камерой
Из труб варят каркас печки с перегородкой. Для перегородки рекомендуется использовать листовую сталь не менее 6 мм толщиной.
Для перегородки печи используют стать толщиной 6 мм. Чтобы не пришлось «гадать» с размерами, сначала делают картонные лекала
После этого промежутки между трубами следует закрыть полосками листового металла, и приварить заднюю стенку, формируя таким образом корпус печи.
Корпус печи формируют из отрезков металла, которые приваривают в пространстве между полыми трубами. Для их изготовления также пригодятся картонные лекала
Для того, чтобы точно вырезать элементы перегородки, задней стенки и полоски металла, рекомендуется сначала сделать картонные лекала.
Для дверцы рекомендуется изготовить специальный замок. Он представляет собой эксцентрик, который фиксирует металлическую петлю, расположенную на стенке печки. При дальнейшем прокручивании это устройство обеспечивает максимально плотное прилегание дверцы к печке. Чтобы сделать такое устройство, понадобится выполнить ряд токарных и фрезерных операций.
Замок для дверцы печи изготовить не просто. Неопытным мастерам следует обратиться за помощью к профессиональному токарю или фрезеровщику
Остается лишь изготовить петли и навесить дверцу, а также вырезать, согнуть и приварить ножки печки.
Ножки для печи можно изготовить из подходящих тонких трубок, придав им необходимую форму с помощью трубогиба или подручных инструментов
Процесс изготовления Булерьяна трудно назвать простым, обычную буржуйку сделать гораздо легче. Но удобство в эксплуатации и высокий КПД вполне оправдывают потраченное время и силы.