Печь на все времена!
Печка-буржуйка, особенно самодельная, у несведущих людей вызывает невероятные ассоциации: разруха и НЭП, железная травмо- и пожароопасная бочка в доме, которая жрет как буржуй дрова и мебель. То есть абсурдно элементарная конструкция для выживания. Изобретена была буржуйка действительно в период Октябрьской революции, и в гражданскую буржуйки делали на заводах.
А сегодня буржуйки - безусловный тренд. Мы не сразу узнаем их, поскольку видим под дорогими брендами мировых лидеров по производству печей - канадских, шведских, финских и итальянских. В нашей стране буржуйки тоже производят, а талантливые народные умельцы делают их собственноручно из листовой стали и бюджетных б/у труб, колесных дисков и бочек, и делятся схемами.
Буржуйку придумали и сконструировали инженеры-теплотехники в 20-х годах прошлого века. О технической грамотности и профессионализме этих людей можно судить и сегодня по спросу на буржуйки и их популярности, а вернее - триумфе.
Буржуйка не ушла в прошлое с распространением газового и центрального отопления, наоборот, она распространилась по всему миру, в огромном ассортименте и на любой вкус и кошелек. Роскошные чугунные буржуйки в художественном исполнении, с кованым и литым декором - вещь очень дорогая и стильная, настоящее украшение интерьера.
Возражения о том, что буржуйка и в самом деле сжирает топливо, быстро нагревает комнату и так же быстро остывает - резонны.
Но это лишь результат просчетов в конструкции и изготовлении. Не стоит забывать, что создавалась эта печка для определенных условий эксплуатации, практически экстремальных - на выживание. А сегодня для быстрого обогрева дачного домика, гаража и даже загородного дома буржуйки свою эффективность доказали.
Прежде чем решать делать буржуйку своими руками, прикидывают вопрос цены - а не дешевле ли будет приобрести простую конструкцию буржуйки, а возможно, и чугунную литую буржуйку - очень дорогую, но практически вечную, да еще и эстетичную.
К тому же не все буржуйки возможно сделать собственноручно, из чугуна - это точно невозможно.
Прямоугольная или круглая маленькая буржуйка из листовой стали 3-4 мм по типу марки Гном считается наиболее доступной для первого опыта изготовления стальной печки, при условии навыков сварщика и наличии сварочного инвертора. Возможно сократить расходы, использовав бывший в употреблении металл.
Как работает буржуйка
Плохой репутацией буржуйки обязаны неудачным реализациям с 10%-ным КПД: ничтожно мало для печки. Но конструкция, рассчитанная в соответствии с теплотехническими законами, имеет КПД от 60% и выше.
Для небольших стальных печек так же, как для массивных кирпичных печей, важна многократная оборачиваемость дымового газа внутри топочной камеры. Не так уж сложно - печка не должна топить улицу и отдавать горячий дым в дымоход и дальше в атмосферу.
Дымовые газы должны оставлять максимум энергии в печи. Одно из правил состоит в соотношении объема топочной камеры и площади сечения дымоходной трубы: емкость топки в литрах, умноженная на коэффициент =2,70, дает максимальный диаметр трубы дымохода, измеренный в миллиметрах.
Пример: 45-ти литровая печка будет эффективна при дымоходе из трубы ф125. Правильно подсчитывать объем печного прибора с горизонтальными дымоходными каналами и смонтированной в нижнем уровне решеткой колосника следует: от уровня колосника до уровня первого верхнего канала.
Экраны внутри топки
Раскаленный топочный газ, который будет крутиться внутри топочной камеры при установленном соотношении диаметра дымохода и емкости топки, отдает тепло и остывает достаточно быстро. Но этого мало - дымовой газ должен не просто оборачиваться и остывать, от должен догорать в топочном отсеке, отдавая максимум тепла.
Для этого в печи применяется экранирование - установленные экраны (три экрана) служат для организации в печи пиролизного процесса. Пиролиз - тление горючего материала при дефиците кислорода с выделением генераторного, или пиролизного газа (пиролизный газ - окись углерода СО, или угарный газ, дающий при сгорании значительное количество тепла).
Одновременно внутренний экранный кожух отражает инфракрасное излучение от стенок в глубину печки, чем снижает риск перегрева внешнего корпуса печи. Все три экрана установлены с зазорами от стен печки в 5-7 см.
Образованные этими зазорами замкнутые каналы вынуждают нагревающийся воздух топки проходить в режиме конвекции - от областей высоких температур в область низких.
При этом тепло распределяется равномерно во всем объеме печи, а не только в уровне потолка печки и по верхним участкам стен, как происходил бы нагрев при варианте конструкции без установки экранов.
Особенности дымохода буржуйки
Экранирование топки вовлекает процесс сгорания топлива в пиролизный, в результате значительная часть частиц дымовых газов сгорает и тепло отдает. Но все же полноценная пиролизная печь в варианте буржуйки невозможна, этого не позволяют ее габариты и особенности конструкции.
В результате дымовые газы все же уходят в трубу, и в немалой части. Поэтому следующей задачей является забрать из уходящих на улицу горячих газов еще как можно больше энергии тепла.
Наклонный дымоход вместо строго вертикального эту задачу решает.
Вертикальный участок дымохода, идущий от печи, необходим по законам теплотехники, но он устраивается минимально возможной длины - не больше 120 см, а дальше дымоходу придается уклон в 10 градусов при минимуме наклонного участка в 250 см. Теплоизоляция вертикального участка - непременное условие для концентрации энергии уходящего газа (осуществляется принцип экономайзера). Результат концентрации энергии тот, что в участке дымохода с уклоном частицы дымового газа сгорают полностью.
Особый дымоход буржуйки и экранирование топки - не все особенности буржуек, в современных моделях имеются еще фишки - дополнительные узлы и детали, особенные колосники, расчетные вертикальные каналы внутри экранных перегородок и прочий апгрейд, являющийся секретом производителей.
Но даже кустарные изделия буржуйских печей работают с отличным КПД - до 76%, что является результатом расчетов и таланта наших современников. Такая эффективность маленькой печки предполагает отличную экономию и топлива, и денег, при отличном обогреве и несложной эксплуатации печки.
Самодельные буржуйки, некоторые из видов
Придумано много буржуек из различного материала, разных габаритов и форм. Модели по типу марки Гном собирают из листовой стали толщ. 3; 4 мм, или из бесшовных цельнотянутых труб. Но и прямошовные и спиральношовные электросварные трубы вполне пригодны для изготовления буржуйки.
Возможна и буржуйка из железной бочки емкостью в 200 л - все эти печки входят в ассортимент круглых.
Недостатки железной бочки - она имеет слишком тонкие стенки при большом габарите: диаметры бочек 0,6 м, высота около 0,85 м. Получается невыгодная теплотехнически пропорция глубины и длины печи. По высоте бочку приходится уменьшать примерно на 30%. Как вариант - можно сделать футеровку сверху, встроив в получившуюся камеру духовой шкаф и выход дымохода.
Такие конструкции есть и успешно эксплуатируются в условиях изобилия дешевого топлива, поскольку КПД их не радует - до 25%. Кроме того, бочка не выдержит нагрева и термоударов более четырех-пяти лет. Но учитывая дешевизну и простоту изготовления буржуйки из бочки - вполне рациональный вариант для обогрева гаража или хозяйственной постройки.
При выборе конструкции буржуйки с применением бочки следует начать с варианта ее ориентации - по вертикали или по горизонтали. Горизонтальный вариант имеет преимущество: здесь возможна оптимизация, поскольку высоту можно снизить по относительно глубины печки. При правильной установке экранов возможно получить агрегат с хорошим КПД - около 50%. Дымоходную трубу в данном случае возможно установить двумя способами - в заднем торце печки-бочки, или сверху.
Еще один вариант самодельной буржуйки - печка из трубы.
Труба потребуется толстостенная - от 6 мм. Оптимальным будет диаметр трубы 450-500 мм, по практическим выводам конструкторов печей из труб. Понятно, что чем больше диаметр трубы, тем большая мощность предполагается у готового аппарата.
Длина трубы принимается из условия ориентации печки. Вертикальная печка требует правильного соотношения диаметра и высоты, в примерной пропорции D/H = 5/6. Для горизонтальной буржуйки строго ограничения длины нет, но слишком большая длина непрактична и смысла в ней нет.
Последовательность сборки вертикальной буржуйки из трубы (без чертежа, ввиду крайней простоты конструкции):
- В отрезке трубы рассчитанной длины вырезают два прямоугольника, в одном будет топочная камера, в другом, чуть меньше - зольник. Отверстие для зольника (он же будет поддувалом) располагают от нижнего торца печки на 50-60 мм, отверстие для топки - на 100 мм выше верхнего обреза отверстия под зольник.
- Колосниковую решетку изготавливают из арматурных стержней или из листовой стали, вырезав круглую деталь по диаметру бочки и засверлив побольше отверстий размером примерно 1 см. Сталь для колосниковой детали нужна толстая, не меньше 4 мм.
- Установка колосниковой решетки выполняется горизонтально, на сварных соединениях. Сварные швы делают прерывистыми. Более прочное соединение и улучшенная конструкция с возможностью в будущем заменить колосники - на уголках. Внутри к трубе приваривают небольшие отрезки уголка, оптимально равнополочного 25 или 30. Технологически уголки приварить изнутри трубы несколько проще, чем сплошную деталь по диаметру. Количество отрезков уголка четыре - шесть, располагают их равномерно. На уголки устанавливают колосниковую решетку без сварки, она будет съемная.
- Закрывают печку сверху круглой деталью из стального листа толщиной от 4 мм, по диаметру круг следует вырезать как можно точнее для совпадения с наружным диаметром трубы. Нижний торец бочки выполняется аналогично.
- Верхняя деталь бочки должна иметь отверстие для устройства подсоединения дымохода. Расположить дымоходную трубу возможно в центре трубы, поближе к задней части будущей печки или сбоку. Возможно вывести дымоходную трубу и не сверху, а из самой трубы сзади печки, напротив отверстия топочного отдела.
- Последняя операция - изготовление дверец и навеска. Самый простой вариант - взять вырезанные части трубы от резки под зольник и топочный отсек, и обрамить их уголком 25 по контуру, и приварить петли для навески.
Простая трубная буржуйка будет работать, конечно же, с приоткрытым зольником, который одновременно служит здесь поддувальным отверстием и обеспечивает тягу и поступление кислорода в топку. Щель дверцы зольника и корпуса буржуйки можно отрегулировать по месту, определив опытно, с какой интенсивностью идет сгорание топлива при минимальном размере щели.
Сборка буржуйки из дисков колес:
Печка имеет вертикальную ориентацию, потребность в дисках - 4 штуки (горизонтальный вариант не имеет принципиальных отличий).
- Диск, который будет выполнять задачу верхнего торца печки, заваривают наглухо, оставляя отверстие для подсоединения дымохода. Три диска готовят к сборке, срезая радиальные перегородки, с целью организовать внутренний объем печки.
- Диск, который будет расположен вторым, снизу вырезают для того, чтобы получить проем для дверцы топочного отсека. Так же, как и в варианте с бочкой, вырезанный за один раз участок диска удобно будет употребить для изготовления топочной дверки. Для плотного прилегания делают обварку из уголка по контуру будущей дверцы. Дверка топки при работе печки будет приоткрыта, поскольку данная конструкция зольника-поддувала не предполагает. Подача кислорода для поддержания горения будет производиться через щель между дверцей топки и дисковым корпусом печки.
- Колосниковая решетка имеет тот же вид, что и в предыдущем случае - из арматуры или листовой стали с отверстиями. Устанавливается колосниковая деталь над нижним диском, под второй диск. С установкой колосника половина работы выполнена.
- Третий диск устанавливают и соединяют со вторым, обварка делается снаружи сплошным швом. На третий диск устанавливают четвертый, и сразу же приваривают дымоходную трубу или патрубок для нее. Навеска дверцы на изготовленные петли завершает сборку.
- Колесно-дисковая буржуйка еще проще и дешевле трубной, но достаточно эффективна. Эксплуатировать ее чуть сложнее, поскольку золу придется выгребать из нижнего уровня первого диска, приподнимая решетку колосника.
Для самодельных буржуек применяют самые неожиданные вещи - основой может стать железный бак, бидон,старый баллон из-под газа, и любая емкость из подходящего металла при условии разумной толщины стенки и габарита.
Внутренний апгрейд возможен - экранирование и расчетные пропорции высоты, глубины и уровня колосников, а также правильный дымоход. И конечно же, не стоит забывать о мерах пожарной безопасности - установке буржуйки на металлический лист и негорючее основание, надежном крепеже и безопасных разделках дымохода.