Выбор читателей
Популярные статьи
Обновлено:
2016-08-29Печь Бубафоня — это экономичный способ согреть собственный домик или дачу при наступлении холодов. При редком посещении загородного домика оснащать его дорогостоящим отопительным оборудованием не всегда разумно. Решением проблемы становятся самодельные отопительные печи. Яркий пример такого устройства — Бубафоня.
Отличительной особенностью Бубафони является то, что в достаточно простой конструкции разработчику удалось объединить все основные качества печки:
Конструкция печи включает в себя три основных элемента:
При одной загрузке топлива печь может беспрерывно работать в течение 24 часов. Современные модификации Бубафони позволяют отапливать целые частные дома при низкой температуре воздуха за окнами. Такие печки подходят для применения в домашних условиях, гаражах, теплицах. Опасаться на пожарную угрозу от Бубафони не стоит, поскольку в этом компоненте конструкция печки обеспечивает надежную защиту.
Схема работы печи бубафоня
Основные три преимущества печи Бубафони мы уже обозначили. Помимо этого, можно выделить еще несколько сильных качеств самодельной печки.
Несмотря на объективные преимущества печки, есть некоторые недостатки, на которые стоит обратить внимание:
Ничего сложного в самостоятельном изготовлении Бубафони нет. Но внимательно подумайте перед тем, как использовать именно такую печку для отопления своего дома.
Рынок отопительного оборудования предлагает множество готовых вариантов печей, которые эффективно справляются с задачами по отоплению помещений. Некоторые из них вполне доступные, другие требуют внушительных капиталовложений.
Если анализ показал, что Бубафоня станет объективно лучшим решением для вашей дачи, тогда есть смысл собрать ее своими руками.
Для изготовления печки Бубафони вам потребуется:
Как видите, для строительства печки Бубафони не требуется какой-то особый инструмент или материалы, которые невозможно отыскать на заднем дворе или на рынке.
Когда все готово к работе, можно брать за основу пошаговую инструкцию и собирать достаточно уникальную отопительную печь с оригинальным названием Бубафоня.
Обогрева требуют не только жилые помещения. Часто в курятниках, сараях, теплицах тоже нужно поддерживать стабильную температуру. Если вы любите повозиться в гараже или у вас есть мастерская, где вы занимаетесь любимым делом, то, скорее всего, вы знаете, что в зимнее время года там может быть очень холодно. Строить полноценную печь или покупать электрообогреватель нерационально. Есть более дешёвое решение - печь бубафоня. Её можно топить твёрдым топливом в то время, когда необходимо и отключать, когда она не нужна. Популярность её очень высока. Она относится к печам длительного горения и экономично использует топливо, отдавая при этом максимум тепла. Сделать её можно своими руками.
КПД обычной печи, работающей на дровах, равен 50%. Остальная половина тепла улетучивается в воздух. Это происходит по одной простой причине, название которой пиролиз (термическое разложение, при котором образуются горючие газы). Чтобы воспламениться и отдавать тепло им нужно больше времени и более высокие температуры, чем есть в стандартной печи. Поэтому вместе с углекислым газом эти газы уходят безвозвратно в атмосферу. , предложенные на рынке, имеют КПД около 90%. В них топливо горит при очень высоких температурах и достаточно медленно.
Стандартный пиролизный котёл - сложная конструкция для самостоятельного изготовления, требующая наличия специального оборудования и навыков. Печь бубафоня - гениальный прототип этой сложной машины. Её можно построить и самостоятельно без труда. Она в десятки раз экономичнее, а КПД от неё не хуже. Идеальным топливом для неё станет смесь из древесины и угля.
Вот таким нехитрым способом работает бубафоня
Печь бубафоня достаточно проста. Для её изготовления можно использовать старый сорокалитровый газовый баллон или двухсотлитровую бочку. У баллона меньшая теплоотдача, и работает он около 8 часов. Такой вариант подойдёт для небольших помещений.
Из газового баллона можно также сделать буржуйку для отопления гаража. Подробная инструкция по сборке представлена в нашем материале: .
Хорошо продумайте место, где будете устанавливать печь. Несмотря на то что она быстро остывает, в работе она достигает очень высоких температур.
Бубафоня из газового балона
Бочка в этом плане получше. Она может отапливать помещение до двух суток и прекрасно справится с отоплением ангаров, больших мастерских и так далее.
Её непрезентабельный вид необходимо немного доработать, чтобы поставить в жилом помещении. Для этого её можно обложить природным камнем или кирпичами. Они вдобавок станут своего рода аккумуляторами тепла.
Бубафоня из бочки на 200 литров
Помимо этого, в работе вам пригодятся пара фрагментов трубы из стали, болгарка, сварка, зубило, ножовки по металлу, электроды и зубило.
Перед самим изготовлением нужно определиться с размерами печи.
Длина баллона и дымохода Размеры баллона и отводной трубы Диаметр дымохода Размеры блина с лопастями
Если печь предполагается топить не только сухими дровами, то трубу стоит продлить книзу и сделать место для сбора конденсата.
Чертёж печи с указанием всех деталей и размеров
Такая печь имеет много преимуществ: её дешевизна, лёгкость создания, высокий КПД. Но есть и минус такой конструкции: она подаёт тепло неравномерно. Выходом может быть обдув её вентилятором. Но это неудобно. Для решения данной проблемы и была придумана водяная «рубашка». Для её создания вам нужен будет ещё один цилиндр, у которого диаметр будет больше, чем сам корпус печи.
На проекте хорошо видно размещение водяной «рубашки» на дымоходе и подключение к ней нагрева воды и батареи
По сути, водяная «рубашка» - это своего рода усовершенствование печи, к которому можно подвести отопительное оборудование. «Рубашку» можно установить в двух местах: непосредственно на корпусе и на трубе дымохода. Оба места хорошо нагреваются. Для того чтобы надеть эту самую «рубашку», нужно использовать трубу большего диаметра, чем место, на которое вы собираетесь её одевать. Открытые торцы трубы необходимо хорошенько заварить и вварить в неё входной патрубок и выходной, куда будут подключаться отопительные приборы. Принцип работы прост. Вода проходит через рубашку, нагревается и несёт тепло в помещение.
О правилах эксплуатации и безопасности не стоит забывать при использовании любого отопительного оборудования, в том числе печей на отработке. Подробные инструкции по монтажу в нашей статье: .
Собрать такую печь самостоятельно несложно. Конечно, визуально она не очень привлекательна. Но если устанавливать её в нежилом помещении, а, скажем, в гараже, это не юудет иметь значение. Главное то, что она достаточно мощная, чтобы обогреть помещение. А если такое сооружение вы захотели использовать для отопления дома, то её можно красиво обложить кирпичом. В общем, удачи вам!
«Бубафоня» — или печь длительного горения. Впервые предложенная на просторах Интернета Афанасием Бубякиным, умельцем из Колымы. Он первый поделился со всеми чертежами опробованной им печи. А так как ник Афонасия в сети «Бубафоня» (bubafonja) от сюда пошло и название этой печки. Принцип действия печи чем-то напоминает литовские котлы «Стропува», только «Бубафоня» гораздо проще. На самом деле на просторах Интернета я находил десятки похожих печей, разных форм и даже названий. Но принцип их действия всегда оставался примерно одинаковым.
Главное на мой взгляд преимущество данной печи заключается в её очень длительном горении. Радует и простота изготовления печи. В схеме «бубафони» нет никаких дверец, поддувал, и зольников. Для её изготовления можно использовать любую имеющуюся у вас под рукой емкость из металла, и пару, тройку металлических труб. Многие делают печь из старых газовых баллонов, из металлических бочек, старых широких труб, и даже из квадратных железных ящиков. От объема печи зависит только время её горения.
То есть чем больше топлива в неё можно заложить, тем дольше она будет гореть. К примеру печь из газового баллона может гореть по 5-6 часов, а из двухсот литровой бочки по 20-24 часа. Некоторые владельцы печек утверждают что при топке твердыми сортами дерева данная печь может гореть и двое суток на одной закладке. Кстати о топливе. Печь «бубафоня» хороша тем что может работать на всех видах дров, веток, стружке, опилках, картоне и даже на старых книгах и ДСП.
Есть у этой замечательной печи и свои недостатки. Первый из недостатков это эстетический вид. Из-за своего вида и принципа работы такая печь дом вам не украсит. Но это на самом деле преодолимо. Чуть позже я покажу примеры её грамотного использования. По этому давайте сразу оговоримся что данная печь в первую очередь предназначена для обогрева технических помещений, гаражей, подвалов, теплиц, построек с животными, и т.д. Что бы использовать её дома вам понадобиться небольшая пристройка, бойлерная, или как минимум подвал.
Второй очень серьезный недостаток этой печи в её малой теплоотдачи. Печь «бубафоня» горит медленно, и из-за своего принципа работы выделят тепло не по всей площади а только в определенных местах. Подобная схема выделения тепла может обогреть не сильно большое помещение. Но если грамотно подойти к вопросу отопления то это тоже преодолимо. И так давайте по порядку.
Печь «Бубафоня», классический вариант.
Главное при создании данной печи не брать слишком тонкие трубы для поршня и дымохода. Но это условие не сложно. Ведь все размеры приблизительные. К примеру, если вы делаете печь из бочки в 200 литров. То старайтесь что бы дымоход был из трубы 100-150 мм. а поршень 50-60мм. Если из баллона то дымоход можно не делать шире 100мм а поршень шире 50мм. Есть в этой печи и определенные нюансы. Горение в ней проходит в двух камерах. Под поршнем горит твердое топливо, а над поршнем сгорают выделяемые нижней топкой газы. По этой причине отверстие в крышке через которую вставлен поршень, не должно быть плотно подогнано к поршню. Там должен быть зазор в пол сантиметра как минимум, для всасывания воздуха в топку над поршнем. Если вы все же решили не оставлять зазор между крышкой и поршнем, то вам необходимо в крышке сконструировать простейшее поддувало. В противном случае печь будет у вас дымить, пыхать, и чадить. Причина этого скрыта в нехватке кислорода для сгорания выделяемых нижней топкой газов. Вот классический пример такой ошибки.
Николай Воронин говорит в своем видео, что печь при полной тяге начинает дымить, и только когда он прикрывает тягу, выставляя печь в режим медленного горения ситуация нормализуется. Обратите внимание, что зазор на крышке у Николая очень маленький, а юбка у крышки очень плотная. И по этому при полной тяге через поддувало вырабатывалось столько пиролизных газов сколько сгореть в верхней камере не успевало. Щель узкая, и кислорода для сжигания всех газов не хватало. По этому, когда Николай убрал тягу, газов стало выделяться меньше, и они стали прекрасно догорать в верхней камере. Но это не столь критично. Ведь на полной тяге печка используется только для розжига и быстрого прогрева. Основная же функция данной печи медленное горение, для которой сильный подув не нужен. Но все же не стоит делать зазор на крышке совсем узким.
Кстати обратите внимание, как блестит крышка печки. Этого легко достигнуть, если при нагреве почистить крышку металлической щеткой. Ржавчина быстро счищается, а очищенный металл покрывается оксидной пленкой, становясь блестящим.
Вот видео в котором изготовитель подобных печей рассказывает о том зачем нужен доступ воздуха во вторую камеру.
Теперь давайте поговорим о теплоотдачи печки «бубафоня». Как мы поняли из всех видео и схем, эта печь нагревается только по мере прогорания топлива. Единственные части которые в этой печи нагреты постоянно это поршень, давящий на топливо, крышка и дымоход на выходе. Стенки печки нагреваются только по мере сгорания дров. Но как же получить все тепло отдаваемое печкой? Ведь тепло нужно сразу а не когда прогорит топливо. Первым в этой схеме отпадает поршень. Он подвижный и постоянно находиться в печке. С него тепло снять не получиться. Кроме того поршень выполняет важную функцию. Раскаляясь до красна он давит на топливо, обеспечивая тем самым вырабатывание пиролизных газов, которые в свою очередь сгорая в верхней камере нагревают печку. С крышки снять тепло тоже проблематично. Её нужно открывать и закрывать для закладки дров. Остается только дымоход. Именно на него и возлагается главная обязанность по теплоотдачи. Наши умельцы давно это поняли и придумали массу разных способов для снятия тепла с дымохода. Это и пассивные радиаторы, и радиаторы с обдувом, и водяные рубашки. На мой взгляд самым эффективным способом для отопления дома данной печкой является водяная рубашка. Давайте рассмотрим этот способ более подробно.
Как видно на рисунке к дымоходу приваривается кожух из баллона маленького размера или другого металлического цилиндра. К этому цилиндру приваривают трубы через которые будет циркулировать вода. Водяной насос подает на рубашку воду она разогревается от дымохода и поступает в батареи дома. Таким образом мы получаем отопление дома 24 часа в сутки. Хочу заметить что дымоход данной печи постоянно нагрет до приличной температуры, начиная с момента розжига и заканчивая окончанием горения. Если рубашку на дымоходе сделать достаточно длинную и узкую, это позволит обогреть достаточно большие площади.
Есть среди умельцев и те кто сделал водяную рубашку вокруг всей печки. Но на мой взгляд это намного сложнее и не у каждого есть такая возможность. Другие мастера пошли иным путем. Они связали рубашку на дымоходе с замкнутой емкостью. Емкость утеплили и через неё пропустили трубы с водой от отопления и водой идущей на нужды дома. Таким образом у них получился аккумулятор тепла, вода в котором постоянно предельной температуры. А уже от этого аккумулятора они могут нагревать раздельные системы обогрева дома и воды в кранах. Саму печь в таких случаях утепляют, вкапывая на метр в грунт и обкладывая предварительно кирпичом. Это позволяет сохранить большую часть выделяемого печкой тепла и направить его в дымоход. Данная система более универсальна, так как позволяет регулировать нагрев воды в системе отопления и в системе водопровода до нужной температуры.
В данном видео его владелец показывает именно такую систему обогрева дома.
Разумеется есть десятки других видов применения этой печи. Мы рассмотрели самые простейшие из них. В любом случае данная печь имеет множество преимуществ перед её аналогами. Главные преимущества это простота изготовления, и длительность работы по 20 и более часов без перерыва. Это позволяет использовать печь в разных условиях и для разных нужд. Кроме того у данной печи невероятное множество возможностей её модернизации. Полистав видео с данной печью вы будете удивлены разным приспособлениям которыми модернизируют данную печь.
Бубафоня - это печь длительного горения. Ее используют для обогрева нежилых хозяйственных помещений: теплиц, гаражей, ангаров, загонов для скота. Печку легко можно смастерить своими руками, она неприхотлива, экономична.
Прототипом сооружения послужил литовский теплогенератор «Stropuva». Принцип работы и главные внешние особенности у них общие:
Сооружение представляет собой две камеры:
Делит топку на две камеры дисковидный поршень . Он опускается под собственным весом, упирается в слой топлива, тем самым обеспечивая долгое горение и максимальную теплоотдачу. К поршню приварена труба , через которую в нижнюю камеру поэтапно поступает кислород. Количество воздуха регулируется с помощью заслонки на трубе . Чем шире она открыта, тем больше кислорода, тем выше интенсивность горения и температура нагрева.
Помимо качеств, позаимствованных от прототипа, бубафоня имеет свои уникальные особенности :
Читайте также: Самая эффективная буржуйка
Ниже перечислены главные плюсы данного отопительного агрегата:
Но не стоит думать, что такая печка - шедевр инженерной мысли, который не имеет недостатков. Как у любого прибора, у нее есть свои минусы и ограничения:
Для изготовления бубафони своими руками можно взять готовый чертеж или самостоятельно рассчитать размеры.
Читайте также: Советы по изготовлению дымохода для буржуйки
Для печей с другим внутренним диаметром можно самостоятельно вывести пропорцию.
Высота дымохода должна быть не менее 4,2-4,5 м. Короткая труба спровоцирует плохую тягу и огонь, что называется, «задохнется».Существуют разные типы конструкций: из бочки, из металлического листа. Но проще всего сделать ее из пустого газового баллона . Его стандартизированные размеры помогут упростить расчеты. Поэтому ниже представлена пошаговая инструкция для изготовления самодельной бубафони из газового баллона.
© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.
Отопительная печь медленного горения «Бубафоня» – творение умельца с Колымы (жителя тамошнего в наши дни, не сталинские) Афанасия Бубякина. Он поделился своим удачным опытом в сети, где его ник bubafonja, отчего печка и получила свое прозвище. За прототип Афанасий взял котел литовского производства «Стропува», который, как бы его ни хаяли временами, за почти 15 лет промышленного выпуска прекрасно себя зарекомендовал.
На сегодняшний день бубафоня, можно сказать, любимое детище печников-любителей. После доработок Бубякина, о которых подробнее будет сказано ниже, ее может сделать своими руками домашний мастер практически любой квалификации, лишь бы умел обращаться со сварочным аппаратом . «Сварганить» бубафоню можно за выходные, и многим колымская печка исправно и сараи почти задаром (см. рис.): бубафоня хорошо греет почти на любом твердом топливе, от хвойных опилок до антрацита.
Самодельная печь “Бубафоня”
Это породило множество попыток приспособить бубафоню для водяного отопления дома: цена котла Stropuva на 20 кВт исключительно дровяного в РФ в настоящее время примерно 90 000 руб., а универсального дрова/уголь – около 120 000 руб. Аналоги, о которых речь еще пойдет далее, стоят 68-110 тыс. руб. Тоже не дешево.
Однако, если для котлов Stropuva со времени их появления в продаже в 2001 г. не отмечено ни одного полного или внезапного отказа, то с водогрейно-отопительными бубафонями фиаско следует за фиаско. Печь работает, разжигается, греет, но:
В целом, бубафоня с водяным контуром более-менее надежно и стабильно работает только при отборе до 10-15% ее тепловой мощности для ГВС , а попыткам взять побольше на отопление отчаянно сопротивляется. Надо сказать, что бубафоня как бубафоня тут не виновата. Внутренний запас тепла ей нужен, чтобы дожечь как следует отходящие газы (смесь пиролизных с дымовыми).
Это характерная особенность любой . Тем не менее, благодаря знанию происходящих в ней физико-химических процессов приспособить такую печь под отопительный котел все же возможно, что и доказали в свое время литовские конструкторы. А цель настоящей статьи – разобраться, как отучить печку от жадности к теплу применительно именно к конструкции Бубякина.
Конечный итог неоднозначен. С одной стороны, котел «Бубафоня» вещь все же возможная. С другой, нужно еще думать и думать, пробовать и снова думать. Особенно – с автоматикой и переключателем дрова/уголь. Но мы забегаем вперед, к делу.
От чего же шел Афанасий? Разберем на примере самой продаваемой литовской модели – дровяного Stropuva S20 тепловой мощностью 20 кВт, см. рис. Универсальные котлы выглядят точно так же, но к названию добавляется индекс U, напр. StropuvaS20U. Они иногда, как в данном случае, ставятся в качестве резервных в элеваторных узлах частных домов и малоэтажек, чтобы, по крайней мере, избежать разморозки системы при отключении центрального отопления.
Схема котла Stropuva показана на рис. слева ниже. В нем есть несколько отличий от сложившейся тогда (2001 г) конструкции печей и котлов поверхностного горения. Первое – камера предварительного нагрева воздуха 2. К топливу он подается нагретым около 400 градусов, что обеспечивает горение совместно с пиролизом и эффективное дожигание отходящих газов.
Второй момент – воздух поступает к топливу сверху по полой телескопической штанге 5 с распределителем воздуха 7 (см. след. рис. справа). Распределитель – сложной конфигурации крестовина с дефлектором («ушами») для подачи части воздуха на некоторую глубину в топливную массу и воздушным капилляром.
Такая конструкция обеспечивает подачу окислителя точно в тонкий горящий слой непрерывно по мере оседания топливной массы. В результате полное сгорание топлива происходит в небольшой, по вертикали, зоне над и под воздухораспределителем. Чуть выше клубятся уже прогоревшие, но еще очень горячие дымовые газы; их тепло можно использовать как угодно не нарушая термохимического цикла топки. В сущности, «Стропува» – комбинированного типа, в котором горение, пиролиз и дожигание пиролизных газов совмещены во времени и пространстве.
Горение в такой системе нестабильно; если после розжига оставить подачу воздуха на максимале, топливо вспыхивает. Экономичный медленный режим горения обеспечивает воздушный дроссель (заслонка, поз. 1 на схеме) с приводом от энергонезависимой термомеханической автоматики. В отопительных котлах медленного горения находят применение в основном 2 ее схемы: на биметаллических пластинах и рычажно-дифференциальная.
Принцип действия термомеханики на биметалле (термопружины) основан на разнице температурных коэффициентов расширения (ТКР) различных материалов, см. рис. Чем меньше начальный угол расхождения пластин α, тем больше при том же нагреве будет изгиб пружины. Поэтому термопружины чаще всего делают из пластин, по всей плоскости спеченных контактной сваркой, получается биметаллическая пластина. При небольшом, менее 100 градусов, нагреве, она буквально гнется дугой с большой силой.
Термопружины (термобиметаллические пластины) не требуют сложной кинематики привода заслонки; пружина из пластин длиной 300 мм и α = 3-5 градусов при нагреве до 85 градусов тянет с силой в несколько килограмм. Но термопружины из обычных материалов вследствие больших внутренних напряжений быстро устают: корректировать температуру в системе по термометру приходится примерно раз в месяц, и каждый сезон-два пружину (пластину) нужно менять, она сгибается насовсем.
Для промышленного изделия, предназначенного на рынок, такие эксплуатационные удобства означают смерть прежде рождения, но умельцам самодельные термопружины, возможно, и пригодятся. В таком случае нужно брать пары нержавеющая сталь – латунь или, лучше, нержавейка – бронза. Пары нержавейка – бериллиевая бронза точно и стабильно работают годами, в т.ч. в военной технике, но бериллиевая бронза – стратегический материал строгой отчетности. В заводских котлах, и в той же «Стропуве», используются биметаллические пластины из специальных сплавов.
Мягкие металлы с большим ТКР (медь, алюминий) для термопружин не подходят. Их иногда используют в биметаллических пластинах, срабатывающих редко эпизодически, напр. в самовосстанавливающихся размыкателях электрических цепей.
Пластины для самодельной термопружины нужно брать трапециевидные, с широким основанием в 30-50 мм и узким 10-15 мм. Высота трапеции – 200-300 мм. Пластины склепываются узкими основаниями. Дополнительный рычаг с отношением плеч 1:3 – 1:5 (справа на рис.) даст рабочий ход в 120-130 мм, что для воздушного дросселя достаточно.
Толщина пластин должна быть от 0,5 мм, причем разная для разных металлов: менее упругая – толще. На 0,5 мм нержавейки нужно примерно столько же бериллиевой бронзы, 1 мм обычной оловянистой бронзы и 2 мм латуни.
Иногда в фабричных котлах термомеханику делают дифференциально-рычажную. Принцип тот же, но используется неодинаковый нагрев одного и того же материала. А именно – внутренней и внешней стенок водяной рубашки; разницу отслеживает пара шарнирно связанных в одной точке длинноплечих рычагов. Рычажно-дифференциальная система долговечна и стабильна, но требует достаточно сложной кинематики из деталей прецизионной точности, т.к. линейная разность расширения обечаек котла доли миллиметра.
Возвращаясь к «Стропуве», осталось рассказать об переключателе дрова/уголь и особенностях обвязки котла. Изначально литовский котел проектировался под горючий сланец, которым Прибалтика богата. Горит сланец примерно как дерево, так что под дрова «Стропува» пошла без существенных переделок.
Но с углем возникли проблемы: для дожигания его отходящих газов необходим дополнительный воздух. Его взяли из воздухонагревателя, устроив в нем клапан с ручным управлением, но разрежения в пространстве дожигания оказалось мало для нужного подсоса. Просто так решить задачу оказалось невозможно, пришлось для топки на угле сделать наддув от электровентилятора из расчета примерно 1 Вт электрических для наддува на 1 кВт теплоотдачи котла. Впрочем, для производителей от этого нет худа без добра: вентилятор наддува в комплект универсального котла не входит, поставляется опционально. За отдельную плату.
Т.е., угольная «Стропува» потеряла энергонезависимость, это нужно помнить, планируя покупку или пытаясь повторить конструкцию. А загрузка из некоторых сортов угля при этом и не догорает полностью. Остаток пригоден для дожигания в следующей загрузке, но его приходится выгребать из зольника и отделять топливо от золы.
На угле «Стропува» обеспечивает теплоотдачу до 5 суток. На сегодняшний день это показатель весьма средненький : угольные котлы сверхдлительного горения на одной загрузке греют до 30 суток и позволяют догружать топливо без останова и нарушения режима горения, т.е. розжиг им нужен раз в сезон. Но работают они только и только на угле.
Обвязка котла «Стропува» особенная: она не годится для котлов иных типов, и наоборот. Тут литовцам нужно отдать должное: схема хорошо продумана с учетом особенностей отопления жилых домов, несложна и относительно недорога, что в значительной степени компенсирует дороговизну самого котла. Схема обвязки для S20 в простейшем варианте, без теплого пола, представлена на рис.
Первое, что обращает на себя внимание – отдельный регистр R1; он обозначен красным. Эту батарею ставят в помещении, где ровный температурный режим не обязателен: в прихожей, на лестничной клетке. Балансировочным вентилем bk1 в холодную погоду (на максимале котла) регулируют, чтобы радиатор чуть теплился.
Температурная (не тепловая!) инерция котла составляет 20 градусов, а временная – около 20 мин. Т.е., если на котле по штатному термометру выставлено 70 градусов, то температура теплоносителя в течение 20 мин может меняться от 60 до 80 градусов. На это время избыток теплоносителя перепускается в R1, который таким образом, играет роль аварийного радиатора, но без нарушения режима горения и снижения КПД котла.
Второй тепловой буфер – бойлер ГВС B; эксплуатировать котел без него настоятельно не рекомендуется. Перепускным вентилем 3 устанавливают температуру воды ГВС, а таким же ниже по схеме – температуру регистров общего назначения.
Устройство перепуска подачи в обратку ТЗ-20-50 типовое. Его назначение – не допустить охлаждения обратки ниже 45-50 градусов, иначе в котле может выпасть кислотный конденсат вследствие переохлаждения дожигателя.
Второй балансировачный вентиль bk3 работает в паре с циркуляционным насосом P на 40-80 Вт, обеспечивая оптимальную скорость циркуляции в рубашке котла и регистрах по отдельности. Если насос с авторегулировкой оборотов по температуре на подаче, то bk3 не нужен, поэтому поставляется опционально.
Такая схема не требует регулярной подпитки от водопровода, а слив 5 используется только при перезапитке, поэтому поплавкового крана вовсе нет. Но система должна быть полностью герметичной, поэтому возможна установка только мембранного расширительного бака H. Второе ее, впрочем, относительное, неудобство – максимальное давление в котле 2 бар, а предохранительный клапан слива настроен жестко на 1,5 бар. Т.е., никакой насос не загонит теплоноситель выше 2 этажа, да и там батареи будут холоднее, чем на первом.
К указанным выше недостаткам, из которых главный – медленный разогрев (20 мин сам котел, а вся система?), необходимо добавить следующие:
Тем не менее, «Стропуву» берут весьма охотно. Причины отнюдь не маркетинго-рекламные ухищрения:
Хотя на сегодняшний день «Стропува» далеко не последнее слово теплотехники, по ТТД, эксплуатационным качествам и требованиям экологии котел остается на уровне современных требований, а конструкция его отработана и проверена временем. Не удивительно, что, пользуясь литовскими лицензиями, аналоги Stropuva на том же принципе выпускает множество фирм: Atlantic, Beretta, Candle, DEMRAD, Electrolux, Eurofan, FLAMINGO, FONDITAL, GLOBAL, HERMANN, Junkers, Liepsnele, LG, MIDEA, NOVA FLORIDA, Protherm, SIME, Starway, VAILLANT, Viadrus, Viessmann.
Известные отечественные производители литовских лицензий не берут, трудности с получением. Но взамен на российском рынке есть линейка котлов КВр (торговая марка «Твердотоп», см. рис. справа) концерна «Медведь», которые уступают «Стропуве» в наработанном времени эксплуатации, но кое в чем и превосходят литовца:
Вместе с тем «Твердотоп – Медведь» не лишен и заметных недостатков:
В целом же КВр со «Стропувой» врагами назвать нельзя, тот и другой рассчитаны на свои условия эксплуатации. «Стропува» – на места более-менее обжитые с развитым типовым строительством и с климатом ближе к европейскому. КВр эффективнее будет в условиях резко континентального климата в краях, где строятся более каждый сам по себе.
Выходит, пиролиз в котлах медленного горения едва проглядывает где-то в районе воздушного дефлектора? И это сказывается на его качественных показателях? Да, и чисто с раздельными газификацией и сгоранием превосходит котлы медленного горения по следующим параметрам:
Но повсеместному распространению «пиролизников» мешают и серьезнейшие недостатки:
В общем, пиролизный котел пока только хорошая перспектива. Свое слово он скажет, когда разработчики управятся с его недостатками, а возросшая цена топлива заставит считать и проценты от КПД.
Теперь выясним, почему печь бубафоня столь популярна. Что такого внес Бубякин в исходную конструкцию, что сделало ее повторяемой простейшими средствами в домашних условиях при сохранении параметров, сравнимых с фирменными?
Но тогда никак не пристроить воздухонагреватель, а подогрев поступающего воздуха необходим, иначе приличного КПД не жди. В Колымском крае это вопрос отнюдь и отнюдь не отвлеченный.
Бубякин решил и эту проблему в духе всей печи: сложный воздухораспределитель-дефлектор заменил достаточно тяжелым гнетом-«блином» с ребрами снизу. Таким образом удалось почти весь рабочий процесс загнать под блин: он своей тяжестью уплотняет горящий слой и воздух успевает прогреться как следует буквально за сантиметры пути от устья воздуховода. Это позволило при правильном исполнении печи и ее надлежащей эксплуатации избежать обратного горения, заодно уменьшив высоту печки едва ли не вдвое и сохранив в такой предельно простой конструкции (см. рис. справа) КПД свыше 70% Тепловая мощность регулируется, как и в «Стропуве», подачей воздуха.
Выход отходящих газов на дожигание был обеспечен также элементарно просто: в зазор между «блином» и стенкой печи. Доля пиролиза в зоне под блином в печи Бубякина возросла; соответственно усилилась и роль дожигания в пространстве над гнетом. Этим и некоторыми другими обстоятельствами, см. ниже, и объясняется трудность приспособления бубафони под отопительный котел.
Вскоре после появления в рунете описания бубафони фирма Stropuva анансировала важное усовершенствование: воздухораспределитель новой конструкции, см. рис. слева, позволяющий добавить к КПД несколько процентных пунктов. Интересно, а самому-то Афанасию на Колыму они хоть написали об этом?
В свободных источниках точных сведений о правильных пропорциях бубафони не доищещься, а платные эту тему и вовсе обходят стороной. Оно и понятно, эту печку делают в основном из подручного хлама кто как соображает и может. Предельных параметров, которые способна дать сама идея тут, конечно, ждать не приходится.
Что ж, возьмемся за конструирование сами и, порывшись в доступных железяках, разработаем чертежи самостоятельно по своим потребностям и возможностям. Взгляните на рис. Сколько там всяких размеров (определяющие выделены цветом)! И как они между собой связаны?
Среди законов Мерфи, которых уже после самого Мерфи набралось на довольно толстенькую брошюрку, есть и такой: «Любая простота есть только видимая часть скрытой сложности». Но не смущайтесть, сейчас мы вам все объясним таким образом, чтобы конструирование печки заняло не более вечера.
Главная пропорция – отношение внутреннего диаметра заготовки корпуса D к ее высоте H. H/D должно быть в пределах 3:1 – 5:1, а собственно D – 300-800 мм. При меньшем диаметре воздух, не успев прореагировать с топливом, уйдет, унося с собой в трубу КПД, а при слишком большом топливо по краям будет гореть слишком медленно, в центре топливной массы образуется яма, блин в нее сядет и печь погаснет. Но не спешите пока в сарай искать подходящую железину! И не отвергайте сразу ржавую бочку из-под горючего, о ней мы далее еще поговорим.
Следующий важнейший, особенно для котла, параметр – толщина стенки корпуса Δ. Если на печи будет водяная рубашка, а корпус из обычной стали, Δ должна быть в пределах 4-6 мм. Это условие требует особого пояснения.
Через слишком тонкую стенку в воду сразу уйдет чрезмерно много тепла, отходящие газы остынут ниже 400 градусов немедленно после выхода из щели между «блином» и корпусом, как показано на поз А рис. слева. Да, цвет стенки соответствует не ее цветовой температуре (нагретая до желтого свечения сталь расплавится), а потоку тепла сквозь стенку в данном месте.
Итого, отходящие газы не смогут догореть как следует, КПД котла получится неприемлемым, на стенках топочной камеры скоро образуется плотный нагар, а в дымоходе – обильный конденсат. Стенки жарового корпуса фирменной «Стропувы» толщиной 2,5 мм, что и берут за основу многие умельцы. Но он, во-первых, выполнен из жаростойкой стали, теплопроводность которой гораздо меньше, чем у обычной конструкционной. Во-вторых, в «Стропуве» остаточные газы выделяются примерно с 3/4 верхней поверхности топливной массы и сразу же непосредственно со стенкой контактирует небольшая их часть.
В бубафоне отходящим газам приходится протискиваться сквозь довольно узкую щель, и весь их поток проходит вплотную к стенке. Поэтому самодельный котел-бубафоню нужно делать с толстыми жаровыми стенками. Тогда тепловое сопротивление стенки из обычной стали окажется достаточным для поддержания необходимой температуры в пространстве дожигания. Ход остаточных газов в таком случае показан на поз. Б рис. Однако слишком толстой стенку делать тоже нельзя: общая тепловая/временная инерция котла окажется такой, что вода в системе может закипеть даже если хозяин прикроет воздушный дроссель или автоматика отработает своевременно.
Разумеется, обечайку корпуса можно получить, прокатав стальной лист между валками. Но листогибочные станки любителей и мелких «железных» ИП, как правило, гнут сталь не толще 2,5 мм. На котел такая субтильная бубафоня вряд ли сгодится, но для воздушно-инфракрасного обогрева подсобных помещений вполне подойдет. Подробнее см. далее, о бубафоне из бочки.
Вот теперь уже можно мысленно переворошить наличные металлоресурсы: лучшая бубафоня – из газового баллона промышленного назначения или отрезка трубы большого диаметра . На мощность до 12-15 кВт баллон предпочтительнее – днище варить не нужно, а округлый верх обеспечит лучшее дожигание. Для печи малой мощности это особенно важно, т.к. в ней полнее скажется закон квадрата-куба: отношение поверхности к объему с уменьшением размера геометрического тела увеличивается. Типичные основные размеры баллонно-трубных бубафонь показаны на рис.
Теперь перейдем к блину. Для оптимизации рабочего процесса по КПД зазор между ним и корпусом с должен быть 0,05D. К примеру, для баллона с внутренним D = 300 мм получится с = 15 мм. Тогда диаметр блина d = D – 2H = 270 мм.
С ребрами дело обстоит сложнее. Их высота h зависит от D нелинейно. В пределах D = (600-800) мм можно взять h = 0,1D. Для меньших D вычисляем h как пропорцию, зная, что для D = 600 мм h = 60 мм, а D = 300 мм h = 40 мм.
Осталось найти толщину блина σ. Она должна быть тем больше, чем меньше D. Почему? Вес блина нужно выдержать в определенных пределах: гнет слишком легкий не придавит горящий слой в меру, КПД упадет и печь окажется склонной к вспыхиванию и обратному горению. Слишком тяжелый блин просто вдавится в топливо и оно погаснет. Подробный расчет займет слишком много места, а величина σ не очень критична, поэтому просто укажем:
Промежуточные значения, если требуется, вычисляются как пропорция и берется большее из стандартного ряда толщин листового металла.
В дровяной котел-бубафоню с D от 500 мм обычно ставят блин, конструкцию которого уже можно назвать классической, справа на рис.ниже. Ребра – прямые отрезки швеллера подходящего размера, расположенные радиально. Под образовашимися каналами топливо будет выгорать быстрее, что обеспечит нужную просадку блина в его массу. Самый блин можно сделать из листа потоньше, 2-2,5 мм, его легче резать. А необходимый вес гнету придаст наваренное сверху кольцо из того же швеллера. Такая конструкция, кстати говоря, куда меньше склонна к заеданию в печах большого диаметра.
Обратите внимание, устье воздуховода расположено по нижнему обрезу ребер. Это нужно, чтобы воздух, прежде чем попасть в зону горения, прогрелся, пройдя несколько см в массе топлива. Образующийся при этом в центре небольшой его конус, если слишком уж разрастется, расползается под весом блина. Печка при этом издает короткий скрипящий или скрежещущий звук, это нормально.
Для узких высоких бубафонь путь воздуха под блином с прямыми ребрами оказывается слишком коротким для хорошего сгорания топлива. Поэтому ребра выполняют изогнутыми по часовой стрелке, если смотреть со стороны блина. Заодно их закрутка создает в дожигателе циркуляцию (вихрь), что способствует полному догоранию в малом объеме.
Физически-географический курьез: вихрь образуется благодаря силе Кориолиса, возникающей вследствие вращения Земли. Поэтому в южном полушарии, буде кто-то там вознамерится сделать бубафоню, ребра должны загибаться против часовой стрелки. Иначе вместо вихря в дожигателе на стенки сядет сильный нагар.
В малых бубафонях ( , ) воздух требуется подать еще глубже в топливо и пропустить до поступления в зону горения по более длинному пути. Но тогда нужно избежать образования слишком уж широкого конуса топлива под центром блина. Оптимальный выход для самодельщика – наварить на устье воздуховода негодную звездочку диаметром примерно в 1/4-1/3 D, и с центральным отверстием диаметром около 1/3 диаметра воздуховода d, который мы еще рассчитаем, средняя поз. на рис.
А вот блин слева на рис. – пример полного пренебрежения техническим здравым смыслом : тонкий, быстро прогорит. Вырезан через пень-колоду, застревать будет. Ребра из слишком высокого уголка: печка то ли вспыхнет, то ли не разгорится, но греть как следует все равно не будет.
Для дальнейших расчетов нам понадобится площадь поперечного сечения дымохода S. Вычислить ее по известным методикам сложно, т.к. КПД и других нужных параметров единичного изделия из подручных материалов мы заранее не знаем. В промышленных условиях делают опытный экземпляр, «гоняют» его так и сяк в испытательной камере и по полученным данным уточняют исходные для расчета серийного образца; иногда опытных экземпляров приходится делать несколько.
К счастью, опыт эксплуатации бубафонь и ошибок при их создании накоплен уже немалый. Поэтому S можно с достаточной для любителя точностью вывести по удельному часовому энерговыделению закладки топлива e, не «заморачиваясь» КПД и длительностью теплоотдачи. Для этого, во-первых, задаем максимальную высоту топливной массы в печи Hf = 2/3H. Затем, по школьным формулам, определяем объем топлива Vf. Удельная теплота сгорания разных его видов есть в справочниках, но нам нужно знать массу. Для некоторых видов вот данные к расчету:
Теперь все очень просто: находим полное часовое энерговыделение E = eM, где M – масса закладки топлива, тогда минимальное сечение дымохода S(кв. см) = 1,75E(кВт/ч). Например, у нас печь из баллона. D = 3 дм, Hf = 6 дм. Vf = ((πD^2)/4)Hf = 42 куб. дм. Берем самое энергичное из предполагаемых топлив; допустим, ССОМ. Его в топку поместится 42х0,403 = 17 кг, с округлением. Энергии эта закладка, если ее сжечь полностью за час, способна выделить E = 5,59х17 = 95,03 кВт или, округленно, 100 кВт. Площадь сечения дымохода нужна S = 1,75х100 = 175 кв. см, не менее. Просчитав обратно от площади к диаметру, получим 15 см или 150 мм. Риторический вопрос к опытным печникам: хватит такой трубы на 10 кВт тепла? А рассчитать сможет кто угодно.
Тут же можно прикинуть, какая мощность печи получится. Самодельные бубафони отдают тепло около 12 час. Тогда Pпечи = 100/12 = 8,5 кВт на хорошем угле. А на опилках? Поделим их энерговыделение (3,2 кВт) на угольное (5,59 кВт), 3,2/5,59 = 0,572 и возьмем результат за поправочный коэффициент k1 = 0,572. Второй определим как отношение вместимостей опилок и угля: k2 = 0,137х0,403 = 0,34; общая поправка k = k1k2 = 0,572х0,34 = 0,195. На опилках печка выдаст 8,5х0,195 = 1,66 кВт, этого хватит, чтобы прогреть до температуры обеспечения активности гараж или птичник 6х4х2,25 м. Чтобы добиться «угольной» мощности, опилки придется сжечь за 0,195х12 = 2,34 или примерно за 2,5 час. Способна ли на это печка на максимале? Данная методика ответа на этот вопрос не дает. Что поделаешь, она приблизительная. Но простая.
Здесь возникает еще один вопрос: 20-кВт «Стропува» на загрузке в 140 кг того же угля греет 5 суток. Какой же тогда у нас выходит КПД бубафони на угле? А мы и не будем сжигать его на максимале, заслонку прикроем, а то печка сгорит. Как и «Стропува», если у нее убрать воздушный регулятор. Для расчета нужно было привестись к одному и тому же какому-то времени, вот 12 час и взяты, как характерное время сгорания дров. Так удобнее сверяться по известным опытным данным.
Второе, даже в самых фанфарных рекламных проспектах пишут: «до 5 суток», т.е. на техминимуме мощности в 10% от номинала. Итого – 2 кВт/ч, а наша печка с одной загрузки в 17 кг и выделяя 2 кВт/ч, будет отдавать тепло 50 час. А 140 кг с учетом потерь тепла при розжиге хватит на 4-5 суток. Долговременный КПД получается примерно такой же, как у Стропувы, и без наддува с переключателем Д/У.
Обычно бубафоню разжигают, наливая в воздуховод немного ЛВЖ и бросая туда спичку или горящий фитиль. Но уголь, особенно антрацит, так не разожжешь. Для растопки угля его загружают по нижний обрез загрузочного люка, а поверх угля на 2/3 высоты проема накладывают сухие мелкие дрова, поджигают, и дверцу закрывают.
Когда дрова прогорят до пылающих углей (в фирменных котлах для наблюдения предусмотрено смотровое окошко с жаростойким стеклом), дверцу открывают, догружают угля до верха люка и воздуховод полностью открывают. Полчаса-час за печкой наблюдают; когда она начнет раскаляться, прикрывают воздуховод до нормы.
Воздуховод по известной площади сечения дымохода считается еще проще: d = (0,5-0,55)((4S/π)^0,5), обозначения – на схеме размеров. И для нашей баллонной печки с диаметром дымохода в 150 мм для воздуховода понадобится труба 76-80 мм по внутри.
К примеру, обгибаем заготовку воротника вокруг трубы воздуховода. Это несложно, т.к. воротник можно делать из оцинковки. Собрав или сварив стык, надеваем на трубу снова, прижимаем в одном месте и меряем получившийся двойной зазор. Допустим, вышло 1,6 мм. Тогда δ = 0,8 мм; L = 64 мм и q = 214 мм. Берем L = 65-70 мм и q = 215-220 мм. Воротником самодельщики чаще всего пренебрегают ради простоты, а зря. КПД от него зависит весьма заметно.
Для любителей предпочтительнее также давно отработанный технически способ: выступающие горловины и двойные дверцы с прокладкой из листового асбеста или базальтового картона, см. рис. Такая конструкция хороша и тем, что в некоторой степени предохраняет от ожогов, внешняя часть дверцы не раскаляется до наружной температуры жарового корпуса.
Для обеспечения при необходимости термосифонной циркуляции достаточной интенсивности слой воды в рубашке должен быть потоньше, но не настолько, чтобы начала сказываться ее собственная вязкость. Считать тут нечего, на практике давно отработано оптимальное значение – 40-60 мм. Толщина металла – 1 мм на 1 бар нормального эксплуатационного давления при высоте рубашки до 2 м. В общем, 2,5 мм сталь будет держать в любом случае, а гнуть ее в домашних или кустарных условиях можно.
Если речь идет о бубафоне-котле, то рубашка должна быть идеально концентричной жаровому корпусу и равномерной ширины, иначе внутри возникнет холодное пятно, сбивающее весь режим печи. Тут тоже нет серьезных сложностей: верхнюю и нижнюю крышки рубашки выполняют из согнутого в кольца уголка, как показано на рис. справа. Там же видно, что прежде нужно вырезать проемы под люки в жаровом корпусе, иначе потом очень неудобно будет.
Печь-бубафоня в процессе работы сильно нагревается, а у котла при догорании топлива раскаляется днище, это первое. Второе, т.к. в процессе сгорания происходит и пиролиз, в бубафоне довольно интенсивный, в состав дымовых газов входит значительное количество воды, даже если топливо было загружено абсолютно сухое. Вследствие этого установка бубафони, помимо общих противопожарных требований, должна производиться на огнеупорное основание из шамотного кирпича, а дымоход быть оборудован сборником конденсата со сливным краном, как показано на рис. Бубафоню на ножках нужно ставить точно так же: раскаленное днище излучает тепло так сильно, что цементная стяжка пола трескается и крошится на глазах, особенно во влажных помещениях.
Бубафоня из бочки или тонкого листового металла под котел не пойдет однозначно при самом тщательном исполнении. Главное – из-за слишком тонких жаровых стенок, как сказано выше. Но для воздушного обогрева подсобных помещений сгодится. В таком случае для получения приемлемых качественных показателей гнет нужно выполнять по образцу блина для бубафонь-«маломерок», с изогнутыми лопастями и увеличив их количество. Как именно, посмотрите на видео ниже. Такую печку, несмотря на относительную сложность блина, умелец средней квалификации сможет сделать за день-два.
Лучший вариант использования печи-бубафони – воздушно-излучательный обогрев небольших хозяйственных или производственных помещений , в которых в холодное время года постоянно находятся люди или домашние животные. Тут 12-часовой рабочий цикл печи оказывается как раз впору.
Второй предпочтительный вариант – резервная печь в теплицах и оранжереях . Идеальная для них печь работает только на дровах. Вдруг их не окажется, но будет в распоряжении уголь, торф, любой горючий мусор – бубафоня его переварит и поддержит допустимую температуру. Для такого случая хорошо подойдет самодельная печка из бочки: топить ее придется редко, и прослужит она долго.
Для обогрева при временной работе зимой в гараже или сарае бубафоня не подходит: пока разгорится, нужно уже и уходить, а нельзя, пока не догорит полностью. Тут выгоднее : разогревается мгновенно, теплоотдача регулируется простой подтопкой, срочно уходя, можно залить топку водой или забросать снегом.
Что же касается замены фирменных отопительных котлов для жилых домов бубафонями, то здесь остается нерешенной проблема, которая решает все. А конкретно – как снабдить термомеханической автоматикой регулировки подачи воздуха подвижный воздуховод? Кто догадается и сделает – войдет в историю самодеятельного технического творчества.
Статьи по теме: | |
При каких условиях после месячных появляются кровянистые выделения причин возникновения нарушения под влиянием внешних факторов и гормонов
Порой бывает достаточно сложно отличить нормальные естественные причины... Успение праведной анны, матери пресвятой богородицы
Очень часто, обращаясь к иконам святой Анны или же с молитвой о помощи и... Человек умер. Что делать? Важнейшие православные традиции и обряды, связанные с похоронами. Православное учение о жизни после смерти Что такое смерть с точки зрения православия
Что такое смерть? «Верь, человек, тебя ожидает вечная смерть», - главный... |