Отопительные печи длительного горения

Основные категории и различия печей

В зависимости от площади дома можно выбрать длительность горения:

• 3 часа
• 6-8 часов
• от 10 часов

Каждая печь снабжена технической спецификацией, которая позволит выбрать подходящую мощность, исходя из обогреваемой площади и требований по времени горения.

Далее надо решить, какие функции будет выполнять печь твердотопливная длительного горения:

• только обогрев (отопительные)
• и обогревать, и готовить (варочно-отопительные)
• обогревать и быть украшением дома (печи-камины).

В каждой из перечисленных категорий есть промежуточные варианты с разными наборами функций.

Кроме того, есть еще различие – по способу загрузки дров, есть ручной и автоматический.

Стоимость этих печей немаленькая, но купленный готовый вариант будет гарантированно выполнять все, что требуется и на протяжении многих лет абсолютно отвечать запросам хозяев дома.

2 Как выбрать печь длительного горения

В пользу отопительный приборов длительного горения говорят их несомненные преимущества – экономность, экологичность, компактность, простота в эксплуатации, высокий КПД (до 70-85%), длительный срок службы, доступность.

2.1 Мощность

Основным критерием при выборе отопительного устройства с продолжительным циклом горения на твердом (древесном) топливе является его мощность. Она должна соответствовать объему отапливаемого помещения. Нет смысла в маленькой комнате устанавливать печь большой мощности, так как часть отопительного материала буде сгорать нерационально. К тому же большой прибор будет занимать много места, а температура в помещении будет слишком высокой. И напротив, маломощная печь в больших комнатах будет работать на пределе возможностей, что быстро выведет ее из строя.

2.2 Топливо

При выборе следует определиться с видом топлива, которое предполагается использовать, – дрова, пеллеты, уголь, топливные брикеты и т.п. Следует знать, что влажность древесного топлива имеет огромное значение, так как водяной пар разбавляющий газы мешает горению, снижает мощность устройства и способствует образованию конденсата. В некоторых случаях излишняя влажность сжигаемого материала может привести к самопроизвольному затуханию печи. Дрова для топок длительного горения, например, должны иметь влажность не выше 20-35%.

Помните, использование топлива, не предусмотренного инструкцией по эксплуатации, и применение для закладки отопительного материала, который не соответствует размеру и конструкции топки, категорически запрещено!

2.3 Материал

Металл или сплав, из которого изготовлена печь длительного горения, также относится к важным критериям выбора. Чем толще материал корпуса прибора, тем медленнее охлаждается устройство и тем продолжительнее его срок службы. Некоторые модели печей длительного горения, изготовленные из чугуна, работают до 50 лет (!) и, к тому же, не подвержены коррозии.

Элементы многих современных печей – топка, варочная поверхность, отделка, дверь –  создаются из разных материалов (чугун, вермикулит, сталь, нержавейка, жаростойкое стекло и т.п.), что позволяет увеличить срок службы, улучшить дизайн, повысить удобство использования и длительное время сохранить внешний вид.

2.4 Дизайн

Внешний вид отопительного прибора часто играет не менее важную роль, чем другие факторы. Печь для жилого помещения должна иметь современный дизайн и гармонично вписываться в интерьер. На рынке представлено множество импортных моделей, среди которых можно выбрать готовую печку для любого дома. Большой популярностью пользуются канадские, немецкие, польские, французские печи длительного горения и топки производства Сербия. Российские печи с продолжительным циклом горения также представлены в не менее обширном ассортименте.

2.5 Самоделки

Для служебного или хозяйственного помещения (парника, гаража, склада) можно изготовить самостоятельно или заказать умельцам отопительный прибор длительного горения из газового баллона типа Слобожанка, Бубафоня и др. Иногда для кустарного производства подобных устройств используются металлические бочки. Такие приборы хоть и не отличаются изысканным и оригинальным дизайном, зато позволяют обеспечить эффективный обогрев с минимальной затратой средств на изготовление.

2.6 Функциональность

В некоторых случаях дополнительные возможности играют решающую роль при выборе отопительного устройства. Это может быть наличие варочной панели, возможность использования теплообменника, термоаккумулятора, наличие высококачественной системы автоматики и т.п.  

Как изготовить своими руками

Изготовить буржуйку длительного горения своими руками несложно, если знать принцип работы установки и конструктивные особенности. Об этом мы уже написали выше, поэтому стоит остановиться на вопросе изготовления.

В первую очередь надо выбрать модель. Давайте рассмотрим самую простую, которая в точности напоминает буржуйку. По сути, это она и есть. Только в ней проведены некоторые конструктивные изменения.

1. Убирается колосниковая решетка. Дрова будут лежать на поде печки, поэтому рекомендуется этот элемент изготовить или из толстого листа железа, или усилить его еще одним листом.
2. Установить дверцу топки по типу дверцы модели «Булерьян». В самой дверце необходимо сделать отверстия, которые будут открываться и закрываться с помощью специальной круглой заслонки.

Что этими конструктивными изменениями добивается? Во-первых, отсутствие подколосниковой зоны дает возможность снизить поступление воздуха. Ведь под дровами нет пространства и нет поддувала. Значит, снижается интенсивность горения. Во-вторых, горячий газ, который образуется в процессе тления дров, сразу не покидает топку, он долго находится в ней, тем самым хорошо прогревает стенки печки. В-третьих, с помощью круглой заслонки легко отрегулировать подачу кислорода.

Можно данную конструкцию немного изменить, но при этом увеличить эффективность ее работы. Для этого камеру сгорания топлива надо разделить горизонтальной или наклонной перегородкой. Но этот элемент должен не доходить до лицевой стенки камеры на несколько сантиметров. Между нижней камерой и верхней должен образоваться зазор, через который горячие потоки топочных газов должны устремляться в верхнюю камеру. Это увеличивает площадь теплообмена, плюс появляется возможность использовать пиролизный процесс.

Что это значит? Можно дополнительно создать условия, при которых топочные газы будут сгорать во второй камере. Для этого надо просто дополнить конструкцию боковыми трубками, через которые кислород будет поступать во вторую камеру. Сами газы гореть не будут, а вот воздушно-газовая смесь горит отлично, выделяя огромное количество тепловой энергии. Кстати, такие печи являются обладателями большого КПД, доходящего до 95%.

Что такое «пиролиз»? Использование эффекта пиролиза в печах

Перед тем, как мы перейдем к непосредственному рассмотрению предмета нашей статьи, необходимо познакомиться с таким термином, как пиролиз. Это процесс, во время которого происходит разложение любых сложных химических соединений на более простые составляющие. Обязательным условием для этого является воздействие на вещество высокой температуры, о чем нам однозначно говорит приставка «пиро», присутствующая в термине.

В более узком смысле под пиролизом подразумевают разложение топливных элементов, таких как древесина, уголь, пеллеты (гранулированное топливо из отходов древесного либо органического производства) и некоторых других. Наверное, многие удивятся, но при горении дров воспламеняется не древесина, а газообразные продукты, выделяемые во время ее нагрева. Фактически, разжигая обычный костер мы все равно сталкиваемся с процессом пиролиза. Но в обычных условиях горение происходит при наличии достаточного количества кислорода, что, в конечном итоге, негативно сказывается на общей эффективности нашего костра либо печи. Полноценный же пиролиз требует ограничения подачи окислителя и сжигания газов отдельно от тлеющих дров либо иного горючего, для более полного и экономичного использования топлива.

Общая схема процесса горения

На сегодняшний день существует множество вариаций и конструкционных решений, позволяющих создать печь длительного горения. Однако, несмотря на все технические различия, принцип действия таких отопительных приспособлений остается одинаковым. Для обеспечения более качественного и эффективного расхода топлива дровяная печь длительного горения использует рассмотренный выше эффект пиролиза. Таким образом, основная часть тепловой энергии вырабатывается благодаря сгоранию газов, выделяемых в процессе тления деревянных поленьев: метана, водорода и прочих веществ. Тление дров вызывают специально дозируя подачу кислорода в печь с помощью регулятора. Сначала дают топливу возможность качественно разгореться в течении примерно получаса, а затем минимизируют доступ окислителя в топку. Тлеющие дрова в таких условиях выделяют максимально возможное количество легко воспламеняемых газов, которые, сгорая в отдельной камере, и обеспечивают нагрев корпуса пиролизной печи и качественное отопление помещения.

Не стоит пытаться увеличить эффективность обычной дровяной печки, добиваясь ее перехода в режим тления. Пиролизная печь должна быть полностью герметичной! Обычная же в режиме тления просто безрезультатно выпустит горючие газы сквозь дымоход. А возможен и вариант похуже: угарный газ и другие продукты тления проникнут в дом сквозь негерметичные створки печной дверцы, создавая серьезную угрозу вашей жизни.

Зачастую в конструкции пиролизной печи предусматривают наличие контура водяного охлаждения, превращая ее в полноценный котел для отопительной системы. Пример схемы такого котла вы можете увидеть на рисунке ниже.

Принципиальная схема пиролизного котла

3 Выбор устройства

От правильного выбора печи зависит эффективность обогрева жилища и расход топлива. При этом нужно учитывать следующие факторы:

1. 1. Мощность. Это главная характеристика устройства, от которой зависит площадь обогрева. Необходимую мощность рассчитывают по следующей формуле: на каждые 10 м² жилья требуется 1 кВт тепла. К рассчитанной величине добавляют 1 кВт на случай слишком морозной зимы. Меньшей мощностью можно обойти в случае проживания в теплом климате или при наличии сильного утепления дома (толстые стены, тройные стеклопакеты на окнах и утепленный чердак). В холодных северных регионах на каждые 10 м² площади необходимо 1,2−1,5 кВт тепловой энергии.
2. 2. Размер. Модели печей одинаковой мощности могут иметь разный размер. Для небольшого жилища лучше выбрать маленькую печь, а в большом доме можно установить эффектный габаритный камин с солидным основанием. Для дачного домика подойдет миниатюрная буржуйка.
3. 3. Материал изготовления. Легкие стальные печи — это бюджетный вариант. Изделия из чугуна имеют большой вес, для них требуется надежное основание. Они прочные, долговечные, выдерживают горение высокой мощности и долго сохраняют тепло. Из чугуна изготавливают самые дорогие и красивые печи.

При выборе устройства учитывают и другие его функции. К ним относятся:

• варочная поверхность, актуальная для дач и маленьких домиков без кухонь;
• водяной контур;
• дизайнерская отделка;
• вид установки (пристенная или отдельно стоящая модель);
• оребрение, улучшающее теплоотдачу.

Нужно принимать во внимание, что все дополнительные возможности увеличивают цену изделия. Современные дровяные печи — это долговечные и привлекательные устройства, которые можно использовать для установки как в дачных домиках, так и в жилых домах

Изделия с водяным контуром применяются для отопления сразу всех помещений. В печи длительного горения топливо можно закладывать всего 1−2 раза в день, что делает их удобными в использовании

Современные дровяные печи — это долговечные и привлекательные устройства, которые можно использовать для установки как в дачных домиках, так и в жилых домах. Изделия с водяным контуром применяются для отопления сразу всех помещений. В печи длительного горения топливо можно закладывать всего 1−2 раза в день, что делает их удобными в использовании.

Из кирпича

Принцип закладки печи длительного горения из кирпича такой же, как и у обычной, быстрого горения. Топочная возводится большего объема, а сверху добавляется камера для горения газа. Во многих печах и так имеется змеевик, ведущий к дымоходу для улучшения теплоотдачи, который достаточно слегка видоизменить и подготовить под горение газа.

Выкладывать из кирпича печь длительного горения считается не лучшей идеей. Изобилие золы и смол, быстрое коксование стенок из кирпича за счет их шероховатости требуют частой чистки. Металлические стенки в этом случае надежнее, они большей частью самоочищаются пиролизом. Кирпич в тех же условиях за счет пористости поверхности покрывается слоем нагара, который практически невозможно снять без применения жестких абразивов.

Преимущества печей-каминов длительного горения

Основным признаком современной печи-камина служит отрегулированный процесс горения твердого топлива, происходящий в основной камере при некотором недостатке кислорода. Дрова при таком режиме не вспыхивают ярким пламенем, а долго тлеют. При этом поддерживается температура, достаточная для пиролиза – разложения высокомолекулярных соединений до простейших газов, включая СО. Они полностью догорают на выходе из топки, куда поступает в необходимых количествах дополнительный воздух. В результате выделяется максимальное количество тепла и не возникают вредные выбросы.

Как известно, интенсивность процесса горения топлива зависит от количества подаваемого кислорода. При достаточном его количестве топливо горит интенсивно, выделяя большое количество тепла, но сгорает закладка быстро. При ограниченном поступлении воздуха, горение может перейти в стадию тления, при котором даже языки пламени наблюдаются не всегда.

В принципе, любую печь можно перевести в режим длительного горения, манипулируя задвижкой. Другое дело, что не все они рассчитаны на этот режим. Обычные печи с закрытыми задвижками могут быть даже опасными — в режиме тления они могут стать источником дыма или опасного угарного газа. Безопаснее найти печь камин для дачи, чтобы в характеристиках была указана строка длительное горение и стоит максимальное время горения одной закладки Это может быть 6-18 часов.

Как определить поддерживает ли печь длительное горение или нет

Одна из характеристик, по которым можно отличить печь камин длительного горения для дачи от обычной отопительной — герметичное ее исполнение. Ведь надо сделать так, чтобы воздух поступал в нужном количестве. Не больше и не меньше. Второй признак — наличие нескольких регулируемых заслонок.

Герметичность проверить можно только во время топки, а вот наличие заслонок отслеживается визуально и то, насколько плотно они перекрывают доступ воздуха тоже можно посмотреть, как хорошо они двигаются. В некоторых моделях регулировка подачи воздуха происходит через зольный ящик. В таком случае надо смотреть, насколько он хорошо «ходит», насколько плотно перекрывает подачу воздуха. Хотя зольный ящик не может быть герметичным, больших отверстий он оставлять тоже не должен. Так же можно отследить наличие уплотнения на дверке, шибера на трубе. Все это критерии, по которым можно определить поддерживает ли данная печь-камин длительное горение.

С дожигом газов

Чем еще отличаются печи длительного горения от обычных? Тем, что в них может производиться дожиг газов, которые образуются в процессе горения дров. В обычных печах эти газы улетают в трубу, так как для их воспламенения требуется особый режим — высокая температура и ограниченный доступ воздуха. В печах длительного горения топливная камера может быть разделена на несколько частей. В одной горят дрова, в остальных — газы, которые образовались при разложении топлива. Подобные печи называют еще газогенераторными, так как именно в режиме тления образовывается самое большое количество газов. Что характерно, большая их часть имеет теплотворную способность выше чем у топлива, при разложении которого они образовались. Так что при использовании обычных печей значительная часть тепла упускается. Потому и считается что печь камин длительного горения для дачи и дома более выгоден, так как требуется меньшее количество топлива.

Минус в том, что печь камин длительного горения для дачи или дома стоит солидных денег. Ценник на модели, поддерживающие длительное горение, стартует от 400-450$, если это российский производитель и корпус из конструкционной стали. Отечественная нержавейка стоит раза в два дороже, а чугун — еще в два раза. Импортные печи-камины с функцией длительного горения, при тех же характеристиках, примерно на 70-100% дороже.

Отличие классического открытого камина от печи-камина

Классический камин открытого типа — это только дополнительный источник тепла, который обогреть помещение в холода не может. Он дает тепло в небольшом количестве, распространяется оно только во время горения топлива, причем непосредственно перед топкой. Этот вид отопительного прибора хорош для сырого летнего или осенне/весеннего дня. Зимой дать достаточное количество тепла для всего помещения он не в состоянии, так как для его работы нужна хорошая тяга, которая «вытягивает» большую часть тепла.

Печь-камин имеет другие характеристики, закрытую топку. Такой агрегат может отапливать помещение самостоятельно (при правильно подобранной мощности). А печь камин длительного горения для дачи и дома еще и делает это экономно, так как использует энергию топлива по максимуму.

Совместная работа электрического и твердотопливного котла

Если в топочном помещении вашего дома уже стоит электрический отопитель, но есть желание перейти на твердое топливо, то проблема остывания теплоносителя уже решена изначально

Здесь важно, чтобы правильно была выполнена обвязка твердотопливного котла и электрокотла. Первый должен функционировать как основной источник тепла, работающий постоянно. Второй агрегат будет служить ему подстраховкой на случай затухания топки или отключения с целью вычистить камеру и дымогарные трубы

Второй агрегат будет служить ему подстраховкой на случай затухания топки или отключения с целью вычистить камеру и дымогарные трубы.

Большинство современных электрических отопительных установок комплектуются встроенными циркуляционными насосами. Если же таковой отсутствует, его придется купить и установить в трубопровод обратной воды на входе в электрический аппарат. Простейшее подключение электрокотла к твердотопливному котлу можно увидеть ниже.

Схема комбинированного котла

Оба котла подключаются к системе отопления параллельно, каждый со своим циркуляционным насосом. Для твердотопливной установки предусматривается малый круг движения теплоносителя с термостатическим трехходовым клапаном. На входе трубопроводов обратной воды в каждый котел сразу после насоса рекомендуется установить обратный клапан. Это нужно для предотвращения циркуляции воды между агрегатами, а в случае аварии трубопровода не позволит опорожниться водяной рубашке. Для горизонтальных участков труб принимается клапан лепестковой конструкции, а для вертикальных – пружинной.

Подключение электрокотла к твердотопливному котлу

Плюсы и минусы самодельных буржуек длительного горения

Теперь, когда известны основные конструкции печей с увеличенным периодом горения топлива необходимо проанализировать положительные качества и недостатки этих устройств.

К положительным сторонам необходимо отнести:

• Существенную экономию топлива;
• Высокую теплоотдачу;
• Возможность длительное время работать в «автономном» режиме;
• Возможность использования для большинства видов разного топлива.

Увы, у этих конструкций имеются и недостатки, которые никак нельзя назвать несущественными:

• Необходимость герметичного соединения всех частей корпуса при сборке;
• Высокие требования по содержанию в чистоте дымоходов;
• Несмотря на то, что печи рассчитаны на длительный период эксплуатации за ними необходимо периодически присматривать;
• Для пользования такими устройствами необходимы определенные навыки и умения;
• Чтобы самостоятельно собрать такую печь нужно владеть довольно высокими навыками в металлообработке;
• Для использования нужны хорошо высушенные дрова.

Принцип работы

Итак, давайте подробнее разберем, как работает печка долгого горения. По сути, выше уже было описано, в какой последовательности происходит отдача тепла. Но нас сейчас интересует процесс, происходящий в первой камере сгорания. Так вот специалисты называют его по-разному: пиролиз, гидролиз, газогенерация. По-простому это будет «тление», что, в принципе, и происходит, потому что гореть твердое топливо при низкой концентрации кислорода просто не может. Единственное остается – тлеть.

Давайте рассмотрим, как происходит процесс обогрева холодного дома. В печку долгого горения закладывается твердое топливо и зажигается. При этом заслонка поддувала открывается полностью

Здесь важно, чтобы топливо сразу же загорелось и начало выдавать максимальное значение тепловой энергии. Дом холодный, и наша задача быстро нагреть его до необходимой температуры

Кстати, с помощью этой печки нагреть небольшой дом можно за полчаса.

Итак, дом нагрелся, можно переходить к низкокалорийному процессу. То есть, заслонка поддувала практически закрывается, тем самым перекрывается доступ в камеру сгорания свежего воздуха, что нам и требуется. Оптимальный вариант, если печь заполнить новой партией топлива, тогда можно будет рассчитывать, что продолжительность его горения будет максимально долгой.

Хотелось бы добавить, что производители сегодня предлагают достаточно широкий модельный ряд печей длительного горения. И каждый потребитель может выбрать модель и по мощности, и по периодичности закладки топлива, и по внешним данным.

Как работают печи долгого горения?

Конструкций печей длительного горения разработано много, но все работают по единому принципу. Тепло получается не в процессе открытого горения, а в результате пиролиза. Под воздействием высокой температуры топливо тлеет, выделяются горючие газы. Они воспламеняются и сгорают, выделяя много тепла. Медленный процесс горения происходит посредством регулирования подачи кислорода. Когда топливо разгорится, до минимума перекрывают поступление воздуха.

Газ из такой печки не попадает в помещение, благодаря герметичным дверям и заслонкам

Обычной русской печью пользоваться в таком варианте невозможно, подобная попытка приведет, по всей вероятности, к плачевным последствиям. Газы могут проникнуть в помещение, что грозит отравлением людей. Печки с длительным процессом горения оснащаются герметичными дверями, заслонками, регулировочными приспособлениями, что исключает попадание газа в помещение. Отопительные устройства подобного рода заслуживают внимания по многим причинам:

могут работать на одной закладке без присмотра 10–20 часов;
небольшой вес, можно установить без фундамента;
подходит топливо любого вида, сгорает полностью, КПД до 90%;
можно пользоваться эпизодически, что важно для дачи;
нет посторонних запахов и дыма;
возможность собрать самостоятельно из недорогих материалов.

К несомненным достоинствам относится также низкая стоимость, так как материала требуется немного. Если делать своими руками, используя металлическую бочку, газовый баллон, выйдет еще дешевле.

Недостатки печи

Настройка оптимального режима тления и газообразования достаточно сложна и кропотлива. Необходимо набить руку под конкретную печь и тип топлива, чтобы иметь возможность быстро перейти на второй этап медленного тления без последствий.

Неправильная настройка чревата прогоранием всей закладки дров с превышением допустимой температуры, а также полным перекрытием кислорода, от чего газ не будет прогорать и выйдет без толку через дымоход, повышая риск внезапного возгорания.

Недопустима эксплуатация печи без постоянного присмотра. Изменение погодных условий, неправильная настройка горения и закоксовка дымохода могут вызвать обрушение тяги, в результате чего угарный газ быстро заполнит помещение, а горючий газ спровоцирует взрыв или неконтролируемое возгорание.