Локальное и эпизодическое отопление отдельных зданий и помещений требует установки автономного теплового источника. Непостоянный режим работы подразумевает конфигурацию системы отопления, не связанную с водяным теплоносителем.
Наличие воды чревато замерзанием при отрицательных температурах воздуха и последующим повреждением оборудования. Постоянный режим работы повлечет повышенные затраты на топливо. Применение небольших печей соответствует поставленным целям – непостоянное отопление помещений с минимумом затрат на топливо и приобретение дорогостоящего оборудования.
Печь бубафоня – одна из набирающих популярность модификаций мобильных печей, обладающая компактными размерами, высокой скоростью нагрева и экономным расходом топлива.
Принцип работы печи бубафоня
Печь бубафоня
Данный тип устройства относится к печам длительного горения. В тепловой схеме печи реализовано выделение и сгорание пиролизного газа (составного компонента любого твердого топлива). То есть организуется принцип наиболее полного и качественного сгорания всех компонентов топлива.
Процесс горения происходит в несколько этапов:
- Розжиг топлива,
- Тлеющее горение основного массива топлива по направлению сверху вниз,
- Горение происходит с дозированной подачей нагретого воздуха,
- При медленном сгорании происходит выделение пиролизного газа и паров воды,
- Выделившийся пиролизный газ сгорает отдельно от твердого массива топлива, выделяя дополнительное количество теплоты,
- При горении пиролизного газа происходит подогрев воздуха, идущего на горение – эта особенность увеличивает эффективность сгорания топлива и газов,
- Продукты сгорания удаляются через дымовую трубу посредством естественной тяги,
- Зольный остаток имеет минимальный размер.
За счет тлеющего горения полный цикл сгорания растягивается на длительное время. Длительность работы изделия зависит от качеств и объемов закладываемого топлива. Возможна работа на всех видах твердого топлива – дровах, угле, опилках и так далее.
Для эффективной работы агрегата бубафоня необходимо провести точный расчет ее конструктивных элементов.
Преимущества и недостатки устройства
Печь, разработанная сибирским умельцем А. Бубякиным, имеет массу достоинств:
- Простота конструкции,
- Универсальность по видам твердого топлива,
- Длительный цикл горения,
- Относительная мобильность,
- Бубафоня с водяной рубашкой производит горячую воду.
Простота конструкции дает возможность изготовления печи своими руками. Но для этого потребуется наличие навыков работы с электродуговой сваркой. Затраты на собственноручное производство минимальны – можно использовать старый газовый баллон, кусок трубы большого диаметра, стальную бочку. По желанию конструкцию можно оптимизировать дополнительными элементами – водяным контуром, защитным ограждением, пластинами увеличения площади теплоотдачи.
Универсальность потребляемого топлива дает возможность использования и утилизации древесных опилок, дров, отходов древесного происхождения. При использовании качественных материалов (угля, гранул) достигается высокий уровень нагрева при малых объемах закладки.
Конструкция бубафони реализует процесс длительного горения – эта характеристика уменьшает объем ручного обслуживания и создает равномерный, стабильный режим работы отопления.
Печь обладает некоторой мобильностью, есть возможность ее перемещения в другие помещения.
Недостатками печки бубафоня являются:
- Пониженный коэффициент полезного действия, зависящий от схемы горения, частичный унос пиролизных газов,
- Горячая поверхность корпуса – вероятность получения ожога,
- Непрезентабельный внешний вид,
- Необходимость строительства дымовой трубы высотой не менее 4 метров.
Для локализации горячей поверхности монтируют ограждение корпуса из оцинкованного металла.
Конструкция печи и ее элементы
Печь бубафоня — схема строения
Как изготовить печь бубафоня своими руками? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно изучить конструктивное устройство агрегата. Общая конструкция состоит из нескольких главных элементов:
- Цилиндрический корпус с патрубком дымохода,
- Верхняя съемная крышка,
- Прижимное поршневое устройство с воздуховодом,
- Дополнительные элементы – заслонка, ручки, дверцы.
В корпус загружается твердое топливо. Высота корпуса подбирается в диапазоне 3 – 5 диаметров цилиндрической части. Поршень (стальной круг со сквозным отверстием) закрывает топливо и разделяет внутренний объем на две зоны горения. Диаметр прижимного элемента составляет 0,95D, где D – внутренний диаметр топки. Толщина металла поршня имеет значения в зависимости от внутреннего диаметра печи: при 300 мм – 9 мм, 400 мм – 7 мм, 600 мм – 5 мм, 800 мм – 3 мм. В основной топке тлеет топливо, в верхней полой части цилиндра горит пиролизный газ. Через зону пиролизного сгорания по воздуховоду (стальной трубе) проходит воздух для процесса горения. Продукты процесса покидают топку через патрубок дымохода, присоединенный к дымовой трубе.
Поверхность (прижимная) стального круга оптимизируется монтажом воздушных каналов – к нижней плоскости приваривают уголки, швеллеры или гнутые полосы стали, улучшающие аэродинамическое движение воздуха и пиролизных компонентов. Высота каналов составляет величину от 10 до 12 % от D. На выходное отверстие приваривают отбойник с отверстием – он распределяет воздух по поверхности тлеющей закладки. Диаметр подающего воздух канала берут из расчета 0,5 диаметра дымохода.
Расчет диаметра дымохода обязателен ввиду сложной аэродинамики, видной на чертежах печи бубафоня. Чертежи печи бубафоня легко найти в сети. При отсутствии расчета процесс горения будет нарушен, печь перестанет работать.
Площадь сечения дымового патрубка составляет 1,75Q, где Q – тепловая мощность печи, кВт/час. Тепловая мощность составляет произведение массы единичной загрузки топлива на его удельную теплотворную способность, М х А. Теплотворная способность А зависит от вещества топлива и определяется по справочникам.
Масса топлива вычисляется из произведения объема топки V (куб. дм) на насыпную плотность загрузки Н. Насыпная плотность топлива также определяется по справочным материалам. Объем топки принимается с коэффициентом 0,65 от высоты печи и рассчитывается по формуле V = πD2/4хВ, где В – высота устройства.
Получив все расчетные данные, из площади сечения дымового патрубка вычисляется его диаметр.
По величине тепловой мощности определяется количество тепла, производимое агрегатом в зависимости от массы единичной загрузки топлива. Как правило, проектируются печи с циклом загрузки в 12 часов. Тогда часовая мощность составляет Q/12. При выработке 50 кВт теплоты часовая мощность составит 50/12 – 4,16 кВт. Укрупненное значение теплоты, необходимой для отопления помещений с высотой потолка до 2,7 метра и средними показателями тепловой изоляции составляет 80 – 120 Вт на квадратный метр площади. Рассчитанная величина 4,16 кВт обеспечивает качественный обогрев помещения площадью около 40 квадратных метров.
Как сделать печь своими руками
Изготовление печи своими руками
Для изготовления печи используют водогазопроводные трубы большого диметра, газовые баллоны, старые стальные бочки. Толщина стенки труб должна быть не менее 2,5 мм. Для проведения сборочных работ понадобятся следующие материалы и оборудование:
- Сварочный аппарат, электроды, щиток,
- УШМ (болгарка),
- Молоток,
- Ножовка по металлу,
- Электрическая дрель и другие.
Кроме инструмента обязательным требованием является наличие навыков сварщика. Ряд операций удобно проводить с применением газорезки.
Простейший метод – изготовление печи из баллона или старой толстостенной бочки. По сути топка уже готова. У газового баллона срезается верхняя сферическая часть (болгаркой по существующему стыку). Затем по периметру среза приваривают стальную полосу, которая будет являться юбкой. Диаметр юбки должен быть чуть больше диаметра баллона. В крышке по центру вырезается отверстие, соответствующее наружному размеру трубы воздуховода. Для удобства обслуживания на крышку привариваются ручки из гнутого металла. Крышка готова.
На следующем этапе изготавливается поршневой узел. Из листа расчетной толщины вырезается круг. К кругу по центру приваривается труба воздуховода. После этого по центру вырезают отверстие, соответствующее внутреннему диаметру трубы. На нижнюю плоскость монтируются элементы воздушных каналов – уголки, швеллеры, гнутые полосы. Поверх полос устанавливается отбойник с отверстием. Наружный размер отбойника должен немного превышать диаметр воздуховода. В отбойнике просверливают отверстие по центру. К верхнему концу воздуховода прикрепляют регулирующую заслонку. Механизм готов к использованию.
Изготовление бубафони из бочки имеет аналогичный алгоритм. Крышка изготавливается другим способом. Болгаркой обрезают крышку бочки по окружности с участком корпуса. Боковые стенки крышки разгибают молотком на расширение. Кромку бочки подгибают внутрь. Приваривают ручки, прорезают отверстие – крышка готова.
Стоит отметить, что бочки для создания печек применяются редко. Они имеют малую толщину стенки, при сварке их сильно ведет. Соотношение диаметра и высоты у бочек не оптимальны для правильного горения. Срок службы таких печей невелик.
В случае применения в качестве основы трубы дно ее заваривается встык листом металла. Крышка также изготавливается из стали повышенной толщины.
На последнем этапе монтируют патрубок дымохода. В боковой поверхности вырезается отверстие и приваривается патрубок расчетного диаметра. Длина патрубка принимается 400 – 500 мм.
Основные элементы конструкции готовы. Кроме них изготавливают дополнительные элементы – ограждение корпуса, ножки печи, зольник. Зольник делают из металла – вырезают круг чуть меньше, чем диаметр топки. По периметру монтируется бортик из стальной полосы. К кругу приваривается арматура или труба малого диаметра. Зольник устанавливают под поршень, арматура проходит через воздуховод. После снятия поршня зольник поднимают за арматуру (трубу). Некоторые умельцы монтируют вместо зольника дверцу в нижней части.
Печной фундамент для бубафони заливают по ленточному типу (в монолит). Отрывается приямок глубиной 40 – 50 см, заливается бетонным раствором. После застывания на фундамент выкладывается площадка из огнеупорного кирпича. Низ печи имеет высокую температуру и простой бетонный фундамент постепенно разрушится.